تحتوي مكتبة الإسكندرية على أربعة متاحف، هي: متحف السادات، ومتحف الآثار، ومتحف المخطوطات، ومتحف تاريخ العلوم.
متحف السادات يعد الأول من نوعه عن الرئيس الراحل في مدينة الإسكندرية، وهو يأتي في إطار توثيق المكتبة لتاريخ مصر الحديث والمعاصر؛ حيث تم تخصيص جناح كامل له بجوار القبة السماوية يقع على مساحة 260 مترًا.
إدارة مُتحف المخطوطات بمكتبة الإسكندرية هي إحدى الإدارات الحيوية التابعة لقطاع التواصل الثقافي، والتي تتميز بطابع ثقافي أكاديمي تعليمي؛ إذ إنها تضم بين جنباتها أقسامًا مختلفة تتميز بالنهج المعرفي العلمي المتطور
ولدت فكرة استضافة متحف للآثار داخل مجمع مكتبة الإسكندرية الثقافي حين تم اكتشاف عدد من القطع الأثرية الرائعة التي تعود للعصر الهيلينستي والروماني والبيزنطي، وذلك ضمن أعمال الحفر التي تمت قبل إقامة المكتبة في موقعها هذا.
يُلقي متحف تاريخ العلوم الضوء على الجانب التاريخي للعلوم في مصر من خلال ثلاث حقب تاريخية مهمة هي: مصر الفرعونية، والإسكندرية الهلينستية، والحضارة العربية الإسلامية في العصور الوسطى