A Biblioteca da Ajuda detém um acervo patrimonial de grande importância que se traduz em termos de extensão por 3 quilómetros de prateleiras com um total de cerca de 150 000 espécies, manuscritas e impressas, em que se destacam algumas obras de carácter único e reconhecida notabilidade como o Cancioneiro da Ajuda, o Livro de Traças de Carpintaria, ou Da fabrica que falece a cidade de Lisboa, de Francisco d’Holanda.

A Colecção de Manuscritos detém 2.512 códices e cerca de 33.000 documentos avulsos (séc. XIII a XX), incluindo 43 códices iluminados, roteiros e atlas, bíblias, miscelâneas históricas e literárias, além de uma importante colecção de crónicas (séc. XV a XVIII), nobiliários e genealogias. Os 226 códices da Symmicta Lusitanica e 61 códices dos Jesuítas na Ásia são fundamentais para a história do Oriente (séc. XVIII).

A Colecção de Manuscritos Musicais, considerada como uma das mais valiosas do país, é formada por 2.950 códices e 10.200 avulsos, constituindo, a nível internacional, um dos mais importantes núcleos de música de câmara e ópera do séc. XVIII e XIX.

A Colecção de Impressos, é composta por 16.000 monografias, 11.000 periódicos, distribuídos por 1.700 títulos, para além de 60.000 volumes de Livro Antigo, do séc. XVI a XVIII. Possui uma importante colecção de 190 incunábulos e uma colecção de Livros Raros com ca. 500 títulos, incluindo exemplares únicos. Também se destaca o seu núcleo de atlas holandeses, franceses e alemães (séc. XVI a XVIII) e uma colecção de folhetos com cerca de 9000 títulos.

As colecções de Cartografia, Iconografia e Fotografia, são constituídas, cada uma, por cerca de 2.500 espécies, sendo particularmente importante a documentação fotográfica do séc. XIX e princípio do séc. XX.