Perpustakaan digital merupakan perpustakaan di mana sebahagian besar sumber terdapat dalam format yang boleh dicapai mesin (berbanding cetakan atau filem mikro), dicapai melalui komputer. Kandungan digital boleh disimpan di situ atau dicapai melalui jaringan komputer. Dalam perpustakaan, proses pendigitalan bermula dengan katalog, kepada index berkala (periodical indexes) dan khidmat abstrak, dan kemudiannya kepada (periodicals) dan buku rujukan besar, dan akhirnya pada penerbitan buku. Sebahagian perpustakaan digital yang paling berjaya dan terbesar adalah Wayback Machine, dan Internet Archive.
Perpustakaan tradisi terhad oleh ruang yang ada, perpustakaan digital mempunyai potensi untuk menyimpan lebih banyak maklumat, disebabkan maklumat digital memerlukan sedikit ruang untuk disimpan. Dengan itu, kos mengekalkan perpustakaan digital adalah jauh lebih rendah berbanding perpustakaan tradisi. Perpustakaan tradisi perlu mengeluarkan kos yang tinggi bagi membayar kaki tangan, menyelenggara buku, sewa, dan buku tambahan. Perpustakaan digital tidak memerlukan kesemua ini.
Perpustakaan digital boleh menggunakan ciptaan dalam teknologi serta merta untuk memberikan pengguna dengan peningkatan dalam teknologi eletronik dan buku bunyi dan juga sebagai mebentangkan bentuk baru komunikasi seperti wiki dan blog.
Perpustakaan tradisi perlu mengeluarkan kos yang tinggi bagi membayar kaki tangan, menyelenggara buku, sewa, dan buku tambahan. Walaupun perpustakaan digital tidak memerlukan kesemua ini, ia di dapati bahawa perpustakaan digital mampu dan meningkatkan kos bagi menukar bahan cetak keformat digital, dan bagi kaki-tangan teknikal mahir untuk menyelenggarakannya, dan kos menyelenggarakan capaian dalam talian (contoh. pelayan, kos jalur lebar, dll.). Juga maklumat dalam perpustakaan digital sering kali "berpindah" setiap beberapa tahun kepada bentuk media terkini. Proses ini mampu meningkatkan kos yang besar dari segi parkakasan dan kaki-tangan yang mahir. (Lihat pindahan data (data migration)).
Setetengah orang mengkritik perpustakaan digital terhad oleh undang-undang hakcipta, kerana penulisan tidak boleh dikongsi melalui tempoh berlainan dalam bentuk perpustakaan tradisi. Kandungan ini, dalam kebanyakan kes, public domain atau kandungan dihasilkan sendiri sahaja. Sesetengah perpustakaan digital, seperti Projek Gutenberg, berusaha untuk mendigitalkan terbitan lepas hakcipta dan menawarkan ia secara bebas kepada umum. Anggaran jumlah buku dalam katalog perpustakaan dari 2000B.C. hingga 1960, tersedia di [1].
Perpustakaan digital tidak mampu menghasilkan persekitaran sama seperti perpustakaan tradisi. Ramai orang turut mendapai bahawa membaca bahan bercetak lebih mudah berbanding membaca bahan pada skrin komputer walaupun ini bergantung kepada paparan termasuk juga kecenderungan seseorang [2]. Juga akibat perkembangan teknologi, perpustakaan digital mendapati sesetengah bahan menjadi usang dan datanya tidak dapat dicapai.
Kebanyakan perpustakaan akademik terbabit secara aktif dalam membina institutional repositories bagi buku, kertas kerja dan sebarang terbitan lain yang boleh didigitalkan oleh institusi. Kebanyakan repositori ini tersedia bagi masyarakan akademik atau orang awam. Repositori institusi sering kali dirujuk sebagai perpustakaan digital.
Projek pendigitalan secara besar-besar sedang dijalankan di Google, Projek Sejuta Buku (Million Book Project), MSN, dan Yahoo. Dengan peningkatan berterusan dalam pengendalian buku dan teknologi persembahan seperti Optical Character Recognition dan Ebooks, dan banyak simpanan pilihan lain dan model business, perpustakaan digital berkembang pesat dalam populariti sebagaimana ditunjukkan oleh usaha Google, Yahoo, dan MSN. Dan dengan usaha perpustakaan dalam kumpulan bunyi dan video, begitu juga perpustakaan digital seperti Internet Archive.