总馆设在马里兰州贝尔茨维尔。1862年成立，最初的藏书是美国专利局移交的1000多册农业图书；到1889年，藏书增加到2万册；到1934年，藏书增加到25万册，并开始提供显微胶片服务；到1940年，成为农业部系统的中心图书馆。1942年出版《农业文献目录》。1962年，图书馆成立100周年之际，更名为美国国立农业图书馆，由美国农业部主管。

截至2016年，该馆馆藏超过350万册，有279种数据库，覆盖农业领域各个方面。主要收集植物学、园艺、林业、兽医、农业、昆虫学、生物技术、土壤肥料、农业工程、农村开发、家政学、农产品、农业贸易与销售、食品与营养等学科或专业的文献，也收集生物、化学、物理等相关领域的文献。该馆的特藏包括罕见的书籍、手稿、苗圃和种子的目录、图片等。服务项目包括借阅、文献检索、定题服务、参考咨询、馆际互借、复制等。该馆还设有专业信息中心，在一些具体的农业专题中提供全面信息服务，包括替代农业系统信息中心、动物福利信息中心、食品与营养信息中心、食品安全信息中心、全国外来入侵物种信息中心、农村信息中心、水质信息中心。

该馆担负着协调全国农业系统图书馆的任务。通过网络提供各种农业信息服务，例如协调农业网络信息中心（AGNIC）和美国农业部的地区图书馆（USDA Field Libraries）。该馆在华盛顿特区还有一所分馆，位于美国农业部大楼内。