Il patrimonio librario della Biblioteca ammonta a oltre 250.000 volumi così distribuiti:
Fondo moderno (130.000 volumi). La biblioteca si è dotata negli anni di tutti i più importanti repertori bibliografici italiani e stranieri, delle principali opere enciclopediche dei trattati fondamentali per ogni materia specifica e delle più importanti collezioni editoriali, di fondamentale importanza per le ricerche storiche e letterarie: Monumenta Germaniae Historica, la Patrologia del Migne, Les belles lettres, la Bibliotheca scriptorum graecorum et latinorum di G. B. Teubner, etc. inoltre, in una saletta è conservata la biblioteca personale del filosofo E. P. Lamanna, illustre materano e Magnifico Rettore dell'Università di Firenze dal 1953. Fondo Periodici (1.200 testate). costituito da riviste letterarie, scientifiche, giuridiche nazionali ed estere, dalla raccolta della Lex, della Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana e dal Bollettino Ufficiale della Regione Basilicata anche su CD-Rom, e dai più diffusi quotidiani nazionali e locali. Fondi antichi (30.000 Volumi). In una sala molto ampia, divisa da arcate si trovano: le pergamene, provenienti dai Conventi soppressi del territorio materano. I l documento più antico risale al 1370, si tratta di un atto di donazione tramite procura, rogato a Barletta ed elenca con grande precisione tutti i beni che il nobile Andrea Roncella di Napoli, residente a Barletta, dona alfratello Luca, abate.    

Manoscritti e incunaboli: circa 100 manoscritti e 60 incunaboli che provengono dai diversi Fondi ex conventuali o da donazioni. Tra i manoscritti meritano particolare menzione Il liber votorum seu capitularium conclusionum parocchialis Ecclesiae Sancti Ioannis Baptistae Matherae, una fonte molto importante per la storia della Chiesa di San Giovanni Battista e Il Protocollo del notaio Pietro Basile. Alcuni degli incunaboli più interessanti provengono dalla donazione Gattini, il più raro è senza dubbio il Monte dell’orazione, di Giovanni da Firenze, stampato a Venezia nel 1495 ; L’Ars moriendi, stampato sempre a Venezia nel 1490, con delle stupende incisioni; e l’edizione del 1476 dell’opera di Plinio Historia naturalis. Fondo del Cinquecento, (circa 1000), sono in parte estrapolate dai Fondi dei Conventi soppressi, le altre fanno parte della donazione della famiglia Del Salvatore. Fondo dei Conventi soppressi ossia libri provenienti dai conventi di Pomarico, Pisticci, Ferrandina, Bernalda e Matera. Oltre 6500 volumi a carattere religioso e filosofico dei sec.. 17. e 18. Ente D’Errico ( oltre 4500 volumi) ossia il controverso Fondo della nobile famiglia D’Errico di Palazzo San Gervasio. Nel 1897, alla morte di Camillo D’Errico, insigne umanista e studioso, la biblioteca e la pinacoteca furono devolute al comune di Palazzo San Gervasio, e nel 1914, con Regio decreto fu istituito un Ente morale per la gestione delle due raccolte. Successivamente, essendo Matera divenuta capoluogo di provincia nel 1927, ed essendo Palazzo San Gervasio uno dei comuni della stessa provincia, fu emanata la legge ( 13 Luglio 1939 N. 1082) che affidava alla Biblioteca di Matera il patrimonio librario della famiglia D’Errico. Il Fondo Gattini ( 4500 volumi). Comprende la ricca e antica biblioteca della famiglia Gattini, donata dagli eredi Nicola e Nicoletta Gattini nel 1992, in occasione della vendita del palazzo di famiglia sito in piazza della cattedrale. In quell’occasione i libri, furono donati alla biblioteca e i documenti affidati all’Archivio di Stato. Questa donazione comprende manoscritti, incunaboli, cinquecentine e testi che spaziano appunto tra la fine del '400 e i primi anni del '900. Purtroppo mancano tutte le opere di interesse locale perché furono prestate da Giuseppe Gattini a Domenico Ridola e sono rimaste in dotazione alla Biblioteca del museo Nazionale D. Ridola, di Matera. Il manoscritto più significativo, rilegato in tre volumi, raccoglie il Cartulario dell’abbazia di S. Giovanni in Fiore in Calabria, redatto dal canonico Venusio il quale ha tramandato, in preziose trascrizioni, i più importanti documenti del monastero florense, tra cui si trovano anche alcuni atti di Federico II.
Oltre 60 Incunaboli sono provenienti dall’abbazia di Montescaglioso, perché recano sul frontespizio la nota manoscritta: Est monasterii Sancti Angeli de Montis Caveosi. Della biblioteca dell'Abbazia di Montescaglioso si ha notizia fin dal 1650, si sa anche che Archivio e biblioteca furono trasferiti a Lecce nel 1784, quando i monaci abbandonarono il monastero di Montescaglioso. I volumi trovati nel Fondo Gattini furono portati nella biblioteca di famiglia da Giambattista Gattini, monaco benedettino e ultimo archivista e bibliotecario della comunità caveosana. Tra le opere più importanti ricordiamo delle preziose edizioni della Regula di San Benedetto, il Liber divinae doctrinae di Santa Caterina da Siena, le Historiae di Paolo Orosio.
I Fondi Santoro e Passarelli sono costituiti da opere, alcune molto antiche, che spaziano dalla religione al diritto, dalla letteratura alla medicina. I fondi Ridola e Guerricchio possono insieme costituire un importantissimo contributo alla storia della medicina Italiana e straniera dal 1700 fino ai nostri giorni. Infatti sia il Ridola che il Guerricchio furono dei valenti medici materani di grande levatura intellettuale, umana e scientifica, e, a proposito del Ridola, come è certamente noto, anche grande archeologo e fondatore dell'omonimo Museo Nazionale di Matera. Nella stessa sala si trovano la Sezione Lucana e i Periodici Lucani.

Si segnala la donazione Fodale costituita prevalentemente da classici latini e greci, molto richiesti dagli utenti, e da opere storiche. Il prof. Antonino Fodale è stato a lungo preside del Liceo classico di Matera.

Fondo Caropreso. Nativo di Matera, Vincenzo Caropreso, intellettuale eclettico, fu amico di Camille Flamarion astronomo francese noto sopratutto come volgarizzatore di conoscenze astronomiche. Questa raccolta, donazione dei coniugi Michele De Ruggeri e Lucrezia Schiavone, è ricca di volumi di geologia, geografia ed astronomia, essendo il Caropreso stesso un famoso astronomo, e da testi di esoterismo e parapsicologia del secolo 19°.

La Biblioteca possiede la raccolta completa delle più interessanti riviste di storia meridionale: L’archivio storico per la Calabria, la Lucania, L’archivio storico per le province napoletane, e Basilicata.

Il patrimonio della Biblioteca di Matera è per la quasi totalità consultabile in Internet e attraverso le schede cartacee dei cataloghi per autori, per soggetto e per materie (Classificazione decimale Dewey). La biblioteca Provinciale di Matera, ha oltre 13.000 iscritti e fa parte del polo SBN della Basilicata.

 
 
 

La Sala di consultazione, situata al secondo piano della stabile e collegata con i cataloghi e le postazioni internet e il servizio di distribuzione, è costituita da oltre 10.000 volumi tra dizionari, enciclopedie, ttrattati, repertori bibliografici, ad accesso diretto.

Dal 2006 è in funzione il collegamento internet con l'Università della Basilicata per la consultazione in rete dei periodici scientifici.