Zbiory biblioteczne Muzeum gromadzone są systematycznie pod kątem przydatności do prowadzenia badań naukowych i celów wystawienniczych Muzeum oraz jako dokumentacja historii polskiej książki rolniczej. W księgozbiorze dominują dzieła naukowe z dziedziny hodowli i uprawy roślin, chowu i hodowli zwierząt, mechanizacji rolnictwa, technologii rolno-spożywczej, weterynarii, pszczelarstwa, ogrodnictwa i sadownictwa, a także historii, etnografii, sztuki i historii kultury materialnej.
Księgozbiór Muzeum według stanu na dzień 30 czerwca 2008 r. liczy 34 794 woluminów, w tym 27 897 woluminów książek i broszur oraz 6 900 woluminów czasopism.
Najcenniejsza część księgozbioru to liczący 64 woluminy (42 tytuły) zbiór starodruków, wśród których dwa pochodzą z XVI wieku, cztery z XVII wieku, a 59 z wieku XVIII. Najstarszą książką w tym zbiorze jest wydana w Krakowie w 1549 r. praca Piotra Crescentiusa Księgi o gospodarstwie, pierwsza edycja tego dzieła w języku polskim, w przekładzie Jędrzeja Trzecieskiego. Znajdujący się w naszych zbiorach egzemplarz Ksiąg o gospodarstwie pochodzi ze zbioru prof. Zygmunta Pietruszczyńskiego (1886-1965), wybitnego znawcy historii rolnictwa polskiego. Drugi chronologicznie starodruk to wydana 28 sierpnia 1595 roku w Strasburgu praca Hieronymusa Bocka Kreuterbuch, darin underscheidt Nammen und Wűrckung der Kreutter... Mimo iż w posiadanym egzemplarzu brakuje ponad 50 kart, zielnik ten zachwyca wspaniałymi ręcznie kolorowanymi rycinami przedstawiającymi opisywane rośliny. W roku 2001 książka została poddana konserwacji, którą wykonała muzealna Pracownia Konserwacji Papieru. Trzon zbioru starodruków stanowią druki osiemnastowieczne, wśród których na uwagę zasługują m.in. następujące tytuły:
A. Jabłonowska, Ustawy powszechne dla dobr moich rządcow, 8 tomów, Warszawa 1786-1787 i tejże, Porządek robot miesięcznych ogrodnika na cały rok wypisany, Warszawa 1787,
G. Kniażewicz, Folwark w którym grunta nie zostawują się nigdy ugorem, Wilno 1770,
F. Rausch, Budownictwo wieyskie dla gospodarskich potrzeb stosowane..., Warszawa 1788,
J. G. Schneider, Dalsze poprawne y pomnożone młynobudownictwo, Warszawa 1794,
W. Sierakowski, Postać ogrodów, która do dwoch zmysłow smaku w owocach i powanienia w kwiatach szczegolniey ściąga się..., Kraków 1798,
F. Siarczynski, Sztuka ogrodnicza, czyli o ogrodnictwie, Kraków 1782,
Dykcyonarz powszechny medyki, chirurgii i Sztuki hodowania bydląt czyli Lekarz Wieyski, Warszawa 1789-1793.
Cenną kolekcję stanowią prace ks. Jana Krzysztofa Kluka:
Botanika dla szkół narodowych, Warszawa 1785,
Dykcyonarz roślinny..., Warszawa 1786 i 1788,  
Roslin potrzebnych, pożytecznych ... osobliwie kraiowych, t. 1-3 z lat 1777, 1781, 1788, 1797,
Rzeczy kopalnych osobliwie zdatnieyszych szukanie, poznanie i zażycie, t. 1, Warszawa 1797,
Zoologia czyli zwierzętopismo dla szkół narodowych, Warszawa 1789 oraz
Zwierząt domowych i dzikich, osobliwie kraiowych, Historyi naturalney początki i gospodarstwo, Warszawa 1780, 1795, 1797.
Zbiór starodruków zamykają dzieła: F. C. Acharda Kurze Geschichte ... Zuckerfabrication aus Runkelrűben..., Berlin 1800 i anonimowa praca Unterhaltungen aus der Naturgeschichte. Der Fischer, Augsburg 1800.
Zbiór czasopism liczy ok. 1000 tytułów, wśród których jest ponad 760 tytułów polskich i ok. 240 obcych, głównie niemieckich. Wśród nich znajdują się liczne całki wydawnicze, ale również pojedyncze numery efemeryd.
Większość zbiorów bibliotecznych Muzeum stanowią książki polskie, niemieckie, rosyjskie oraz w mniejszym stopniu angielskie i francuskie wydane między rokiem 1801 a 1960. Współczesne książki rolnicze gromadzimy wybiórczo, pod warunkiem przydatności dla aktualnych prac Muzeum.
W Bibliotece trwa komputeryzacja zbiorów – katalog elektroniczny obejmuje najnowsze nabytki (lata 2006-2008), dla pozostałych zbiorów istnieje kartkowy katalog alfabetyczny i działowy.