Tàng Thư Lâu là di tích lưu trữ tài liệu, công văn… quan trọng dưới triều Nguyễn; là nơi cất giữ, bảo quản các văn kiện của các bộ: Lại, Hình, Lễ, Công, Học, Binh đã được thực hiện từ thời vua Gia Long trở đi; những hiệp ước ký kết với Pháp về đất đai, quyền cai trị tại Bắc, Trung, Nam; các tài liệu ngoại giao với các triều đại Trung Quốc... Riêng số công văn, thư tịch, sổ sách cũ của 6 bộ và các nha sau từng năm một đều phải mang đến Tàng Thơ Lâu để cất giữ và được gọi là “Thượng niên sách tịch”, nghĩa là sổ sách của năm vừa qua. Trước năm 1945, chỉ tính số sổ địa bạ của Bộ Hộ thời vua Gia Long và Minh Mạng ở đây đã lưu trữ đến 12.000 tập.
Theo Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế, hiện nay Tàng Thư Lâu sở hữu hơn 70.000 đầu sách và đơn vị tư liệu, thuộc nhiều thể loại và dạng thức khác nhau như sách Hán Nôm, thư tịch cổ, các công trình biên khảo về nhà Nguyễn, sách Mỹ thuật, Kiến trúc, Văn hóa, Phật giáo, Tôn giáo, Tín ngưỡng, Ngôn ngữ học, bản đồ, hình ảnh... Có thể nói, đây là kho lưu trữ khá đồ sộ. Hệ thống lưu trữ của Tàng Thơ lâu sẽ liên tục được cập nhật, bổ sung và đa dạng hóa các loại hình tư liệu.
Ngoài các bộ chính sử triều Nguyễn, trong hệ thống thư tịch cổ của Việt Nam, chúng tôi cố gắng tinh tuyển các đầu sách có giá trị về mặt tư liệu lịch sử cao như các bộ sử, văn hóa: Đại Việt sử ký toàn thư, Lịch triều tạp kỹ (Ngô Cao Lãng), Nam Hà tiệp lục (Lê Đản), Vân đài loại ngữ, Kiến văn tiểu lục (Lê Qúy Đôn), Sử học bị khảo, Việt sử cương mục tiết yếu (Đặng Xuân Bảng), Quốc sử di biên (Phan Thúc Trực), Lịch triều hiến chương loại chí (Phan Huy Chú), Quốc triều chánh biên toát yếu (Cao Xuân Dục)…