西安交通大学图书馆的前身为1896年创建于上海的南洋公学藏书楼。1919年10月建成图书馆大楼，命名为交通部上海工业专门学校图书馆。1921年更名为交通大学图书馆。1956年，图书馆大部分工作人员及百分之九十二的藏书随交通大学内迁西安。1959年9月，图书馆相应定名为西安交通大学图书馆。
原西安交通大学图书馆由两部分组成，北楼建于1961年7月，建筑面积为11200平方米，南楼1991年3月投入使用，建筑面积为18000平方米。1995年5月，经中共中央宣传部批准，将原西安交大图书馆命名为钱学森图书馆，江泽民主席为之题写了馆名。
2000年4月，原西安交通大学与原西安医科大学和原陕西财经学院合并组建成新西安交通大学，原三校图书馆随之合并重组，规模进一步扩大，合校后的西安交大图书馆下设钱学森图书馆和医学、财经两个分馆。2003年8月，医学和财经分馆搬入新建的西校区图书科研楼，合并为西校区图书馆。西校区图书馆建筑面积10340平方米。至此，图书馆总建筑面积39540平方米，阅览座位3518席。
图书馆累计藏书403万册（件），报刊9906种，现刊4400余种。外文书刊占馆藏的三分之一。形成了理、工、管、文相结合，以机械、能源、动力、电气、电子、信息、材料、控制、与医学、财经为重点的多学科藏书体系。近年来，图书馆将电子资源建设放在重要地位，引进国内外电子资源235种；拥有中外文全文电子期刊近24835种，电子图书25万册。图书馆还重视收藏反映世界先进科技水平的原版书刊，有15种百年以上历史的世界著名期刊，从创刊号迄今连续收藏。同时还收藏有大量的科技报告、学位论文、会议文献、技术标准、专利文献和视听、缩微资料等。
本馆遵循资源共享的原则，广泛为校内外读者服务，除书刊的借阅、参考咨询外，还提供国际联机检索，INTERNET网上检索、光盘检索、馆际互借、文献传递等服务，为本科生、研究生开设《计算机科技信息检索》课程。
图书馆采用INNOPAC自动化集成系统。图书馆的管理、采访、编目、流通、期刊、OPAC等有关业务都实现了自动化。图书馆自动化集成系统与校园网、CERNET和Internet连接。目前校内外用户均可通过互联网访问图书馆。
图书馆重视国际学术交流，目前与9个国家和地区的25所大学及学术团体建立书刊资料交换关系。
中国高等教育文献保障系统(CALIS)西北地区文献信息中心和陕西省高校图书情报工作委员会秘书处设在西安交通大学图书馆。图书馆还负责管理国家教育部设在我校、面向全国高校服务的外国教材中心和高等学校科技项目咨询及成果查新工作站。
2.上海交大钱学森图书馆
2005年10月，中央批准在上海交通大学徐汇校区建立钱学森图书馆。钱学森图书馆将成为全国爱国主义教育示范基地。图书馆的功能定位是：国内外钱学森文献实物最完整、最系统、最全面的收藏保管中心；钱学森科学成就、治学精神、高尚品德和爱国情怀的宣传展示中心；钱学森科学思想和科学精神的研究交流中心。
