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总馆为地上五层、地下二层建筑物，占地2.164公顷，楼地板面积约41,797平方公尺。大致分为读者服务区、会议学习区、公共服务区与行政支援区。

该馆外观以流线造型的河流意象，象徵乘载无限知识之流。馆内空间以outside-in的设计概念，将不同楼层的户外窗景融入内装配色和家具中，营造出宽敞明亮而具现代感的室内空间。同时针对不同年龄层如儿童、青少年、乐龄族等设有专区，馆内并结合体感、扩增实境、无线射频、3D电影等新兴科技，规划极具亲和力与互动性之体验装置，为民众阅读、休闲、学习之好去处。
 
楼层配置

• 一楼：大厅、数位体验区、儿童学习中心与商店区
• 二楼：数位休闲中心、数位美术中心、数位多媒体中心、听视障资讯中心、语言学习区、视听欣赏区、国际会议厅
• 三楼：多元文化服务区（英国资料中心、美国资料中心、法国资料中心、新住民服务）、期刊报纸阅览区、乐龄学习资源服务区、政府出版品区、世界之窗特展区、台湾资料区、视听室
• 四楼：自然科学、应用科学、社会科学区与语文类阅览区
• 五楼：人文资料区、艺术资料区、语文专区与青少年区
• 地下一层：自修室（四百席）、罕用书刊区、停车场
• 地下二楼：停车场