立体书库货架位于图书馆地下，属于国内首创的超深立体书库，也是全国规模最大的智能立体书库。这个立体书库货架高度达21.55米，共分为五个库，每个库可容纳7万多个箱子，且每个箱子大约能存放50册书，算下来总体存书量多达400万册。

深圳图书馆北馆采用全自动运行的智能分拣系统，当读者在地面提交借阅请求时，馆内工作人员依托全自动图书馆分拣系统和垂直调阅系统，短短几分钟就能精准定位并取出指定书籍，图书经工作人员装入轨道小车，再通过垂直轨道迅速送至指定楼层，整个借阅流程最快仅需10分钟，真正实现了“立等可取”的高效服务。

各种智慧的“分拣机器人”“快递机器人”穿梭于深圳图书馆北馆的各个角落，“AI 数字人全息屏” 带来全新的智能化服务体验，遍布全市街区的自助图书馆终端让读者触手可及。