La bibliothèque assure une triple mission, documentaire, culturelle et patrimoniale. Elle fournit aux enseignants, aux élèves, aux étudiants et aux chercheurs les documents nécessaires à leurs activités et offre à l'ensemble des personnels les moyens d'une pratique culturelle individuelle ou collective. Par dérogation, elle conserve les archives de l’établissement depuis 1794, ainsi que les collections muséographiques. La bibliothèque présente également durant l’année des expositions scientifiques et culturelles.
Les collections comportent environ 300 000 volumes, dont 2 230 titres de périodiques sur support papier. Il y a 622 titres de périodiques vivants auxquels il faut ajouter l’accès à 7 000 périodiques en ligne.
La coopération avec les laboratoires, qui participent à l'enrichissement de la base de données bibliographiques, permet d'avoir actuellement 220 986 monographies et 2 500 périodiques décrits, recensés et localisés dans toute l'École. Tous les domaines sont représentés, des sciences pures à la littérature et aux loisirs en passant par les langues, les sciences humaines et économiques. Près de 60 000 documents de ces domaines sont en libre accès dans les différents niveaux de la bibliothèque. Une grande partie du fonds documentaire de la bibliothèque est conservée dans des magasins fermés et est empruntable.
Le Centre de ressources historiques (CRH), est le service de la bibliothèque chargé du fonds de livres anciens (16 000 livres datés de 1456 à 1850), des archives historiques et scientifiques de l'École, ainsi que des collections muséographiques et iconographiques. Les collections du Centre de Ressources Historiques sont consultables sur rendez-vous.
C'est le centre de création, de production, de diffusion et de stockage des documents contribuant à l'enseignement, à la recherche ou à la communication et à la vie de l'École, quels que soient les supports utilisés (livres, polycopiés de cours, livrets, plaquettes, affiches, CD Rom, etc.). Il met en ligne et diffuse les documents officiels de l'École. Il en assure l'archivage et la gestion juridique et graphique. Il est communément appelé L'imprimerie.
Les éditions de l'École polytechnique mettent à la disposition d'un large public une partie des ouvrages édités pour un usage interne et proposent ainsi une sélection de cours, d'actes de séminaires, d'ouvrages divers, de CD Rom, de vidéocassettes.
L'association des anciens élèves est dénommée « Association des anciens élèves et diplômés de l'École polytechnique – AX » depuis le 30 septembre 2008 et accueille désormais, en plus des anciens élèves (titulaires du diplôme d'ingénieur), les actuels élèves de la formation polytechnicienne ainsi que les diplômés et étudiants de doctorat et de master. Les anciens élèves se regroupent selon des centres d'intérêt, quelquefois avec d'autres écoles. Certains groupes sont très actifs.
L'AX est aussi l'éditeur de la revue mensuelle de la communauté et du réseau Polytechnique, La Jaune et la Rouge, dont le titre fait référence aux couleurs historiques de l'École.