加州理工学院图书馆系统包括五个分馆，共订阅了超过2228种纸质期刊和2959种电子期刊，有70多万册藏书，以及丰富的技术报告、政府文献和地图资料。五个分馆分别是密立根图书馆、谢尔曼图书馆、达布尼图书馆、天体物理图书馆和地质行星科学图书馆。其中密立根图书馆和谢尔曼图书馆是最重要的两个。整个图书馆系统的工作人员共41人，其中专业馆员14人。 密立根图书馆：规模最大，是学校的中心图书馆，其馆舍也是全校最高的建筑，图书馆管理、馆际互借、文献传递服务都集中在这里。它主要收藏生物、化学、数学、物理学科的文献资料，以及人文社会科学期刊、政府文献、美国历史和社会科学专著，还收藏缩微资料。