Meer nog dan een museumfunctie vervult het Penningkabinet een functie als onderzoeksinstelling. Het kabinet besteedt dan ook bijzondere aandacht aan de instandhouding van zijn bibliotheek, die overigens als een van de mooiste ter wereld wordt beschouwd.
De bibliotheek telt meer dan 40.000 delen, waaronder ongeveer 6.000 monografieën, 18.000 tijdschriften, 17.000 verkoopscatalogi of -lijsten en 2.000 overdrukken. Met uitzondering van de verkoopscatalogi is de hele bibliotheek geïnformatiseerd.

Ze is toegankelijk via de server van de Koninklijke Bibliotheek van België.