對數字圖書館目前還沒有一個統一的、公認的定義。一些組織和研究者從各自的角度出發，提出了自己的看法。例如，美國信息基礎設施技術和應用工作組於1993年提出，數字圖書館是這樣一個係統：它能使用戶持續不斷地訪問內容浩雜的信息和知識庫而獲得資料。加利福尼亞大學伯克利分校的電子圖書館項目組於1994年認為，數字圖書館是一個虛擬圖書館，即將數以千計的電子圖書館通過網絡連接起來，這種連接對用戶是不透明的，用戶隻看到一個包羅萬象的圖書館。傳統圖書館所提供的資源服務主要包括：圖書、期刊雜誌、新聞報紙、參考書目、影音數據以及數據檢索等。網上數字圖書館也提供相同的信息服務，並更高程度地實現傳統圖書館的功能。
網上數字圖書館提供的服務主要有以下幾種：
電子書櫃。所謂“電子書櫃”，相當於傳統圖書館中“書架上的圖書”，你可以用網絡瀏覽的方式，根據你的閱讀興趣，任意選擇你所需要的圖書。
電子期刊雜誌和電子出版物。它的數據更新較快，你可以利用網絡隨時查閱到最新的相關信息。
電子報紙和即時新聞。電子報紙是非常重要的新聞來源，在網上圖書館你可以看到許多電子報紙和即時新聞。
數據庫查詢係統。你可以選擇某一特定的數據庫，輸入關鍵詞或主題詞語，便可查詢到你需要的特定資料或數據。
與傳統圖書館相比，數字圖書館有著更為突出的優勢。
數字圖書館能完成搜索信息資源的任務。數字圖書館中資料的形式多種多樣，如文本、圖像、聲音、動畫等，分布在全國甚至世界各地。這是一個分布式的多媒體的信息資源庫。數字圖書館能完成對資料的組織和整理工作。通過有效的整理和組織，更好地適應當今信息的快速變化。
數字圖書館能給用戶提供更方便、快捷、準確的資料查詢工具。這種工具既可以用來全文檢索，也可利用某一關鍵詞（如書名、著者、出版社、出版時間）查詢，還能針對聲音和圖像進行基於內容的搜索。查詢結果的顯示形式可以使用多媒體、文本、聲音、圖像等。
圖書館實現了真正意義上的信息共享，極大地方便了用戶。
20世紀90年代以來，許多發達國家和地區的圖書館，在政府的大力支持和資金投入下，開展數字圖書館的研究和建設，取得了豐碩的成果。
1993年，美國國家科學基金會、國防部高級研究計劃管理局和國家航空航天局共同投資一億多美元，倡議發起數字圖書館工程。它涵蓋了大規模的文獻庫、影像庫、地理圖像、聲像資源庫。這項工程曆時四年，已告完成。在此基礎上，於1998年又投巨資開始了第二期工程。
日本投資四億美元，由日本國會圖書館、日本郵政省支持的寬帶ISDN網絡協會牽頭，於2002年完成日本國會圖書館關西館工程，使其成為日本最大的數字圖書館及亞洲地區的文獻中心。
近年來，我國也積極籌備和啟動數字圖書館工作。1995年，文化部把“中國實驗型數字化圖書館”作為國家重點科技項目，由國家圖書館（原北京圖書館）、上海圖書館、南京圖書館、深圳圖書館、中山圖書館和遼寧圖書館聯合進行研究與開發。
1997年5月，國家教育部正式成立“211工程”高等教育文獻保障係統CALIS項目建設領導小組和項目管理中心。這一係統的總目標是：“在‘九五’期間，建成以‘中國教育與科研計算機網’為依托的網上信息資源共享體係，使信息資源網——通信網協調發展，真正為高校的教學、科研人員營造一個與國際接軌的信息網絡環境，為‘211工程’院校和其他院校提供豐富的文獻信息資源、先進的技術手段和便利的服務體係。”CALIS計劃建設“全國中心——地區中心——高校圖書館”三級保障網絡環境，即建設一個CALIS全國管理中心、四個全國文獻信息中心、七個地區文獻信息中心以及以“211工程”立項高校為主體的一批高校現代化圖書館。CALIS全國管理中心設在北京大學。
中國數字圖書館工程籌備小組由文化部牽頭，於1998年8月25日成立。該工程將建立超大規模的、可以跨庫檢索的中文海量數據庫及其信息服務體係，為繼承和發揚中華民族的優秀文化創造有利環境，中文網絡的發展有力地挑戰了西方的文化霸權。