در اغلب تعاريف ارائه‌شده از سوي محققان حوزة علوم رايانه، كتابخانة ديجيتالی، نظامي است كه به بخشي از استفاده‌كنندگان امكان مي‌دهد به مجموعه‌اي گسترده از اطلاعات و دانش سازماندهي‌شده دسترسي منسجم داشته باشند. در بسياري از تعاريف ارائه‌شده توسط محققان علوم رایانه، كتابخانة ديجيتالي پايگاه اطلاعاتي و نظام بازيابي اطلاعات به‌شمار آمده است. به‌تعبيرديگر، اين محققان، اغلب كتابخانه‌هاي ديجيتالي را مجموعه‌اي از منابع اطلاعاتي الكترونيكي و امكانات فني مرتبط با آن‌ها براي توليد، جست‌وجو و استفاده از اطلاعات تعريف کرده‌اند.
از اين لحاظ، كتابخانه‌هاي ديجيتالي را مي‌توان نمونة گسترش‌يافته و تقويت‌شدة نظام‌هاي ذخيره‌سازي اطلاعات و بازيابي آن‌ها به‌شمار آورد كه امكان تغيير داده‌هاي ديجيتالي را در قالب‌هاي مختلف (متن، صوت، تصوير، ويديو و غيره) مي‌دهند و در محيط شبكه‌هاي اطلاعاتي قابل دسترس‌اند. محتواي چنين كتابخانه‌هايي را داده‌ها و اَبَرداده‌ها تشكيل مي‌دهند اَبَرداده‌هاي توصيفي، به توصيف جنبه‌هاي محتوايي داده‌ها مي‌پردازند و اَبَرداده‌هاي دیگر نیز پيوندها يا ارتباطات ميان داده‌ها يا اَبَرداده‌هاي ديگر را در داخل يا خارج از كتابخانة ديجيتالي برقرار مي‌كنند.
چه بسا، اصطلاح «كتابخانة ديجيتالي» به‌عنوان واژه‌اي به‌كار رفته باشد كه بر مجموعه‌هاي ديجيتالي دلالت دارد که قرار است از طريق آن نسبت به اصطلاحاتي نظير «پايگاه‌هاي اطلاعاتي» يا «نظام‌هاي بازيابي اطلاعات»، قابليت‌ها و امكانات بيشتري توسط محققان علوم رايانه‌‌اي ارائه شود. براي مثال، گستردگي حجم اطلاعات موجود در برخي از پايگاه‌هاي اطلاعاتيِ تمام‌متن، نظير پايگاه‌هاي اطلاعاتي مجلات تمام‌متن، ممكن است انگيزة اصلي براي به‌‌كارگيري اصطلاحي ديگر باشد تا بتوان ارزش اينگونه پايگاه‌هاي اطلاعاتي را از لحاظ كامل بودن متن نسبت به پايگاه‌هاي اطلاعاتي كتابشناختي، بيشتر برجسته ساخت؛ حال‌آن‌كه چنين بستري تنها مي‌تواند به‌عنوان بخش محدودي از يك كتابخانة ديجيتالي محسوب شود و بيشتر به‌عنوان يك پايگاه اطلاعاتي تمام‌متن يا كتابشناختي مطرح باشد. درحقيقت، هر فرد حقيقي يا حقوقي مي‌تواند در هر كجا و هر زماني به‌راحتي با چنين پايگاه اطلاعاتي به‌سرعت دسترسي پيدا كند.
کتابخانة دیجیتالی مجموعه‌‌ای است منظم از اطلاعات همراه با خدمات مربوطه که در آن اطلاعات قالب‌های دیجیتالی ذخیره گردیده و از طریق شبکه قابل دسترس است.
در واقع کتابخانة دیجیتالی، تمامی خدمات خود را از راه اینترنت (وب‌سایت) انجام می‌‌دهد.