As bibliotecas dos Museus têm como principal função apoiar a Investigação.
O acervo bibliográfico de um museu deve ser entendido como a soma de todas as suas colecções no sentido mais amplo do termo, cada qual cumprindo uma determinada função dentro de uma visão integrada da instituição museológica. É de salientar que contrariamente àquilo que acontece em arquivos ou bibliotecas, o museu será o único susceptível de comportar na sua estrutura orgânica a existência de um arquivo de museu, e de uma biblioteca do museu, como sistemas de informação auxiliares do trabalho dos profissionais de museu, podendo estar completamente disponíveis ao público em geral e manter simultaneamente a sua identidade.
O núcleo bibliográfico existente no Museu Municipal é constituído essencialmente por: Monografias, em que o tema predominante é o Fundo Local (História e Património cultural do Concelho de Olhão), Fundo Regional, Catálogos, Obras de Referência e Revistas.
Inaugurado em 2001. Integra a Rede de Museus do Algarve.