A nível do projeto arquitetónico, da autoria do Arquiteto João Lucas Dias, concebeu-se um edifício de arquitetura moderna e luminosa virado para o interior, mas que procura respeitar a volumetria da malha urbana preexistente, com a qual se articula. O edifício, organizado em torno de vários pátios, desenvolve-se num piso térreo implantado em quatro níveis diferentes, que se adaptam à topografia do terreno.

​O espaço exterior da Biblioteca evoca a antiga paisagem e atividades económicas da região.

Num primeiro pátio, designado por Ciclo dos Cereais, recorda-se a cerealicultura. Numa outra área, designada por Labirinto, um banco espiralado de pedra maciça e madeira constitui uma alegoria à mitologia europeia e à evolução do conhecimento humano. Um terceiro pátio, onde se plantou uma oliveira, representa o Ciclo do Azeite, que juntamente com o vinho e os cereais constituem a trilogia dos produtos do Portugal mediterrânico.

Neste espaço existe também um anfiteatro e um jardim dividido em duas grandes áreas distintas: o Pomar, símbolo da riqueza e da arte agrária; e o Bosque, espelho da diversidade biológica da flora nacional.

Quando se entra na Biblioteca, é-se recebido na sua mais recente área, a Bedeteca José de Matos-Cruz, nova oferta especializada em termos de serviços ao utilizador. As outras áreas funcionais são a Sala de Leitura e Multimédia de Adultos, a Sala Infantil e Juvenil, a Sala de Hora do Conto, a Sala Polivalente e a Cafetaria.