国立台湾图书馆（简称：国台图、国台图、台图，旧称：国立中央图书馆台湾分馆、央图台分馆，因位于中和四号公园，俗称为四号公园图书馆），是台湾三所国立图书馆之一，负责台湾学资料之研究及推广[2]（另两所为负责出版物法定送存的国家图书馆，和辅导地方公共图书馆的国立公共资讯图书馆），隶属于中华民国教育部，前身为日治时期的台湾总督府图书馆。

国立台湾图书馆的馆址位于新北市中和区，是一所兼具大众与学术取向的公共图书馆。在面向大众方面，设有为儿童服务的“亲子资料中心”，促进亲子共学和绘本推广，针对视障者有“视障资料中心”，该馆同时也是身心障碍者数位图书资源服务的专责图书馆。此外，对老人、青少年、新住民，亦分别规划有“乐龄资源区”、“青少年悦读区”、“多元文化资源区”。在学术研究方面，由于保存了丰富的清治和日治时期台湾文献，设有“台湾学研究中心”，除了台湾文献外，亦包含涉及日本当时南洋政策的“南方资料”馆藏，并建置或管理与此相关的数位资源，如“台湾学数位电子书数据库”、“台湾政经数据库”、“台湾方志网”、“地图数据库”，数个馆藏资料的影像系统，以及涉及台湾研究的文献目录、期刊索引、剪报资料的检索数据库，另外也会举办台湾学研讨会、讲座、书展，发行期刊等。该馆还设有修复图书文献的“台湾图书医院”，以及支援学校发展乡土教育的“本土教育资源中心”[3][4][5]，并对108课纲高中学生的自主学习项目推出“自主资源学习网”[6]。

阳明山的中式宫殿建筑古迹兼多功能会议设施中山楼在2012年5月20日移交中央图书馆台湾分馆（国立台湾图书馆的旧名）管理。

图书馆馆藏由来可上溯至日本人于淡水馆（清代登瀛书院址）所设立的“台湾文库”。

日本大正三年（1914）四月十三日，以敕令第六十二号公布“台湾总督府图书馆”官制，而于同年十一月在艋舺（万华）清水祖师庙内，设置临时事务所，筹备开馆事宜。1915年六月，迁馆至台北市书院町，台湾总督府厅舍西北侧，原彩票局厅舍 (即博爱路与宝庆路口，今博爱大楼)。八月九日正式对外开放阅览。该馆是台湾第一所现代化图书馆，亦是日治时期台湾馆藏最丰富、规模最大的图书馆，具有辅导台湾全岛图书馆事业发展的职责。到战时为止，馆藏已达中日西文图书约20万册。二战时馆舍遭美军轰炸损毁；幸当时馆长山中樵疏散得宜，大部分馆藏皆躲过战火的摧残而留存至今。

1945年中华民国政府接收日本台湾总督府辖区后，台湾省行政长官公署将其与南方资料馆合并改制为“台湾省行政长官公署图书馆”（简称台湾省图书馆），借台湾省立博物馆（今国立台湾博物馆）一楼，位于台北市馆前路、襄阳路口，提供阅览服务。

1947年改为“台湾省立台北图书馆”，隶属台湾省政府教育厅。由于馆舍空间不足，1955年台湾省立台北图书馆迁至新生南路台北工专（今国立台北科技大学）旁，并陆续将原分藏于新店槟榔坑、木栅马明潭等处的图书运回典藏。1967年7月1日，台北市升格为直辖市，省属机关陆续迁往省治中兴新村或台中市；各界人士都期待台湾省立台北图书馆留在台北市，以便于利用其馆藏和服务。当时，国立中央图书馆已在台北市南海学园复馆，而该馆组织条例中提到可设立分馆（抗战时期成立过重庆分馆[7]）；最终决定，台湾省立台北图书馆由中华民国教育部接管。

1973年10月22日，台湾省立台北图书馆改名为“国立中央图书馆台湾分馆”。

1996年，国立中央图书馆更名为国家图书馆；但国立中央图书馆台湾分馆有独立的组织条例，并未随之更名，形成国立中央图书馆只有分馆却无总馆的状况。

2004年，国立中央图书馆台湾分馆中和新馆开馆，馆舍面积15,000坪，为全台湾建筑总面积最大的图书馆；原预定在迁馆后同时改为现名，馆内设备已采用该名称，但其相关组织法未及修改。2012年2月3日，总统令公布《国立台湾图书馆组织法》。

2013年元旦，《国立台湾图书馆组织法》施行，国立中央图书馆台湾分馆更名为“国立台湾图书馆”，为台湾最大的国立公共图书馆建筑，楼板面积约有六万平方米，馆藏约170万册[8]。5月20日，原教育部所辖国立国父纪念馆改隶文化部；国父纪念馆下辖阳明山中山楼续留教育部管辖，由本馆接管。