تقتني مكتبة الملك عبدالعزيز العامة مجموعات متميزة من الكتب النادرة ذات الطبعات الفريدة في قيمتها العلمية والثقافية والتاريخية والأدبية، تضم أكثر من 32.625 عنواناً تتميز بقِدم طباعتها أو تفرد موضوعاتها، وهي مجموعات متاحة للباحثين والمهتمين، ضمن إستراتيجية المكتبة الهادفة إلى الحفاظ على التراث العربي المطبوع في مختلف مجالات العلوم والمعرفة.
 وتضم المكتبة مجموعة من الكتب النادرة ذات الطبعات الأوروبية القديمة، تشمل 78 كتاباً عن سيرة النبي محمد صلى الله عليه وسلم، و113 كتاباً عن معاني القرآن الكريم مترجماً إلى اللغات الأوروبية القديمة، إلى جانب 55 كتاباً في الدراسات القرآنية، و54 كتاباً يتعلق بالمصادر الإسلامية، وتمثل هذه المجموعة بدايات الاهتمام الأوروبي بالقرآن الكريم ودراساته.
 واقتنت المكتبة مجموعة من الطبعات العربية التي طُبعت في أوروبا خلال عامي 1592 - 1593، ضمن اهتمامها بالتراث العربي والإسلامي، ومن أبرزها كتاب “القانون” لابن سينا، وكتاب “أسرار البلاغة” لعبدالقاهر الجرجاني، بتحقيق هـ. رايتر، وكتاب “حوليات نشر المثاني” لبليونس الحكيم، بتحقيق أوسلا ويسر، وتفسير “كتاب ريساغوجي” لفرفوريوس، تأليف أبي الفرج ابن الطيب، بتحقيق كواميجيكي، وكتاب “علم الهيئة الإسلامي” لجلال الدين السيوطي، بتحقيق أنطون م. هاينين.
 وتضم مقتنيات المكتبة كذلك 8.271  عنواناً من الكتب العربية النادرة التي جرت فهرستها وتصنيفها وإدخالها في قاعدة بيانات، بما يسهل وصول الباحثين والمهتمين إليها والاستفادة من محتوياتها.
 وتحتضن المكتبة عددًا من المكتبات الخاصة، من بينها مكتبة المستشرق الأمريكي جورج رنتس، التي تضم كتباً ومخطوطات وخرائط ووثائق نادرة، إلى جانب كتب باللغة العربية ونحو 3.265 كتاباً باللغات الأجنبية.
 وتشمل مقتنياتها أيضًا مكتبة حمزة بوبكر، عميد المعهد الإسلامي وإمام مسجد باريس سابقًا، التي تضم 17.170  عنواناً في 19.821 مجلداً، تشمل الكتب والدوريات والصحف والمخطوطات والوثائق والقصاصات الصحفية والدراسات والكتب النادرة باللغات العربية والفرنسية والإنجليزية والألمانية والروسية.
 وتتنوع المجموعات التي تقتنيها المكتبة بين كتب العلوم الشرعية والأدبية وأدب الرحلات ووصف البلدان وتراثها وعاداتها وتقاليدها، خاصة ما يرتبط بالمملكة العربية السعودية والخليج العربي والعالم الإسلامي، وتتيح هذه المقتنيات للباحثين مصادر معرفية تسهم في إثراء الدراسات الأدبية والثقافية والتاريخية.