我國保存豐富的漢學資源，如歷代古籍文獻、學術研究論著等，為建立漢學研究優良環境，提昇國內研究水準，及鼓勵海外漢學家來台研究，本中心自成立以來，蒐集漢學資料即為首要工作之一。在國家圖書館的典藏基礎上，本中心制定蒐集方針，加強重點式蒐藏國內外漢學研究資料為特色，提供國內外漢學研究者各項相關服務。在業務上與國家國書館協調分工，以收相輔相成之效。本中心在資料整理方面，分為資料蒐集、整理編目、閱覽服務等三項。

資料蒐集的重點包括：散佚海外的中國歷代典籍文獻影照本，海外漢學研究論著、博士論文，會議報告，以及大陸出版的漢學論著、學術期刊與學報等。
1.海外佚籍
   訪求海外現存我國遺書佚籍為本組重點工作項目之一，擬逐年購藏流散在國外的歷代中國古籍或其影本，現已蒐藏古籍影本約1,000餘種，內容包括日本內閣文庫、美國哈佛燕京圖書館等所藏經書、明代政書奏議、明清方志與明人文集等的藏書影本，均為國內已經失傳或未見者，經已裝訂成冊，開架陳列。
2.海外漢學研究博士論文
   蒐集海外有關中國研究之博士論文，包括美加地區各大學、荷蘭萊頓大學等，至2002年止已有紙本論文約1萬餘種。自2003年起國家圖書館加入「PQDD美加地區博碩士論文數位化聯盟資料庫」後，不再購買紙本論文，讀者可經由此資料庫查詢最新的論文全文資料。
3.大陸地區出版漢學資料
   以文、史、哲學、社會科學、藝術、考古等學術論著及地方籍志為主，並加強蒐集限大陸內部流通但極具參考價值之各地方文史資料。另對於大學學報及學術性期刊的蒐集亦不遺餘力，力求連續性及完整性。目前蒐藏的圖書約18萬餘冊，期刊學報約有1,600餘種。

自民國80年起，即開始採用電腦建檔，進行圖書資料的分類編目與目錄工具的整理工作，編製典藏目錄；並與行政院陸委會等單位合作編製聯合目錄。編印有《漢學研究中心景照海外佚存古籍書目初編》、《臺灣地區「大陸研究」聯合圖書目錄》五大冊、《臺灣地區現藏大陸期刊聯合目錄》等。

國家圖書館六樓設置漢學研究中心資料室，提供讀者閱覽及圖書資料借閱、一般參考諮詢及資訊檢索服務等；室內亦設有6台電腦、2台影印機，提供資料檢索與影印之用。

本中心設有研究小間8間，提供海外學人研究之用。