В структурі Державної науково-технічної бібліотеки України функціонує 3 наукові відділи – відділ супроводження та розвитку Національної електронної науково-інформаційної системи, відділ європейської інтеграції та міжнародного співробітництва, науково-організаційний відділ. Відділи виконують різні завдання, спрямовані на проведення наукових досліджень за напрямами наукової комунікації, відкритого доступу, відкритої науки, наукометрії, поширення інформації про наукові дослідження та підвищення їх результативності.

Пріоритетні напрями наукової, науково-технічної та інноваційної діяльності:

• впровадження в практику роботи вітчизняних спеціалізованих інформаційних електронних систем міжнародних стандартів та форматів обміну електронними даними, що успішно застосовуються в сучасних світових науково-інформаційних системах для зберігання та управління даними про наукові дослідження;
• удосконалення повноти та якості національних відкритих даних про наукові дослідження, що отримуються з різних джерел та використовуються в процесі прийняття рішень та перспективних напрямків з освітньої й наукової політики;
• методичні підходи до застосування наявних програмних рішень щодо візуалізації даних про наукові дослідження вчених, колективів та установ для потреб проведення експрес-аналізу кількісних даних;
• виконання наукових проєктів в галузі соціальної комунікації, відкритого доступу, наукометрії та бібліометрії;
• створення та впровадженні інноваційних цифрових рішень для наукової комунікації, розробка відповідних політик та процедур;
• аналітична діяльність з моніторингу та аналізу публікаційної активності науковців України, цифровий супровід досліджень, що виконуються в ДНТБ України, зокрема створення «Національної електронної науково-інформаційної системи» та удосконалення та підтримка «Відкритого українського індексу цитування»;
• надання консультацій, підготовка тренінгів, презентацій, навчальних матеріалів із питань управління постійними ідентифікаторами та використання цифрових баз відкритих даних та наукометричних інструментів у процесі проведення досліджень та формування стратегії розвитку ДНТБ України;
• навчання та консультування по роботі з наукометричними базами: Web of Science, Scopus, ORCID тощо;
• підвищення обізнаності наукових установ про переваги функціонування глобальної мережі наукових установ та присвоєння їм постійних ідентифікаторів ROR їх роль для перспективи створення Національної дорожньої карти дослідницьких інфраструктур;
• організація співпраці з закордонними профільними організаціями, виконання спільних проєктів, проведення досліджень, організація та участь у національних та міжнародних наукових конференцій;
• впровадження напряму Data stewardship – курація, аналіз, обробка, захист та зберігання дослідницьких даних як на рівні окремих проєктів, такі установи в цілому;
• забезпечення міжнародної діяльності ДНТБ України, спрямованої на інтеграцію установи до європейського та світового науково-освітнього простору, шляхом організації, встановлення та розширення міжнародного співробітництва із закордонними партнерами.