Центральная научная библиотека — ведущее структурное подразделение «Ғылым ордасы». Её фонд насчитывает более 5,8 млн единиц хранения уникальной научной литературы, что делает библиотеку единственным национальным научным центром в Казахстане, где собрано полное и неповторимое собрание мировой и отечественной научной литературы. Библиотека играет важную роль как корпоративный научно-информационный центр, обеспечивающий научно-исследовательские учреждения высококачественной научной информацией.

В фондах библиотеки представлена коллекция редких изданий и ценных документов, являющихся неотъемлемой частью историко-культурного и научного наследия Республики Казахстан. Среди них — редкие восточные и европейские издания XII века – первой половины XX века, казахская литература XIX–XX веков, рукописи и фольклорные материалы, уникальные образцы национальной литературы, художественно и полиграфически выдающиеся книги, а также материалы с авторскими автографами и фотодокументы. Фонд редких книг и национальной литературы составляет около 150 тысяч единиц хранения.

Библиотека является обладателем сертификатов на интеллектуальную собственность на библиографические серии: «Казахстан и мировое сообщество», «Биобиблиография ученых Казахстана», «Ұлы тұлғалар», «Выдающиеся деятели библиотечного дела», формируя значимые информационно-библиографические ресурсы для научного сообщества.

С 1951 года Центральная научная библиотека ведёт регулярный международный книгообмен с 325 научными учреждениями из 52 стран мира. Это направление вносит значительный вклад в развитие международного сотрудничества Казахстана в сфере науки, образования и культуры, а также способствует интеграции страны в мировое научное пространство.

Научный архив — это центр, играющий важную роль в сохранении и изучении истории науки нашей страны. В архиве собраны исторические документы разных периодов, личные дела выдающихся деятелей науки и культуры, а также материалы, отражающие научную и организационную деятельность Национальной академии наук Казахстана и её научных учреждений. Хронология этих документов охватывает периоды с 1927 года, а также с 1932 по 1946 годы, предоставляя ценные сведения о формировании и развитии отечественной науки.

Архивный фонд включает в себя 123 790 уникальных документов, систематизированных в 146 архивных коллекциях. Из них: 55 — фонды личного происхождения, 91 — фонды организаций и 1 фотодокументальный фонд.

Сохранение редких документов, хранящихся в единственном экземпляре и не имеющих копий, является задачей государственной важности. Материалы архива представляют собой бесценные свидетельства становления и развития науки Казахстана и составляют неотъемлемую часть национального научного наследия.

Одним из основных направлений деятельности «Ғылым ордасы» является развитие музейного дела, сохранение, изучение и широкая популяризация историко-культурного наследия страны.

Музеи «Ғылым ордасы» занимают особое место в музейной системе Казахстана. Уникальные экспонаты и артефакты, хранящиеся в их фондах, являются подлинными памятниками, не имеющими аналогов в других музеях республики. Они отражают богатое научное и культурное наследие народа, ценности, дошедшие до нас с древнейших времён, а также представляют собой значимые с научной точки зрения исторические артефакты.

В структуре «Ғылым ордасы» функционирует Центр реставрации и консервации редких книг, рукописей и архивных материалов. Это — крупнейший и наиболее полно оснащённый центр в Казахстане и Центральной Азии, осуществляющий полный цикл реставрационных и консервационных работ.

Каждая зона центра предназначена для высококачественного выполнения реставрационных и консервационных работ и оснащена 64 видами современного оборудования, привезённого из Германии, Италии, России, Китая и Японии.

Основная задача центра — восстановление и сохранение ветхих, старинных и повреждённых рукописей, редких книг и архивных материалов.

Деятельность центра позволяет обеспечивать высококачественную реставрацию редких документов и способствует ускорению процесса цифровизации фондов Центральной научной библиотеки и Научного архива, что обеспечивает широкий доступ к уникальным материалам.

С сентября 2014 года в рамках интеграции науки и образования и в целях подготовки высококвалифицированных научно-педагогических кадров по государственным образовательным грантам в структуре РГП на ПХВ «Ғылым ордасы» был создан Центр подготовки научных кадров по программам магистратуры и PhD докторантуры. Центр осуществляет свою деятельность в сотрудничестве с научно-исследовательскими институтами Комитета науки МОН РК и Казахским национальным университетом имени аль-Фараби.

В период с 2014 по 2025 годы обучение по программам PhD докторантуры завершили 342 докторанта, а по магистратуре — 432 магистранта. В настоящее время обучение продолжают 143 докторанта и 7 магистрантов.

Большинство выпускников продолжают профессиональную деятельность в научно-исследовательских институтах и в Казахском национальном университете имени аль-Фараби.