天津图书馆将大数据、移动互联网、虚拟现实等科技元素融入图书馆，在图书馆一层大厅显著位置设立数字体验区，给读者提供一个利用智能技术体验数字科技和了解地方特色文化的平台。数字体验区占地260.8平方米，其中成人区域181.6平方米，少儿区域79.2平方米。成人区域有VR之旅、古籍修复VR互动体验、互动拍照、虚拟演播厅、瀑布流电子借阅系统、数字民国期刊展示系统、知识竞答系统、知识视界、引导机器人9个体验项目，少儿区域有VR防火教育、AR智能课桌、跑酷学英语、少儿多媒体互动4个体验项目，应用了大数据、云计算、移动互联网、虚拟现实、增强现实、动态捕捉、影像合成、3D仿真、人像识别等技术。数字体验区项目从2017年起开始筹备，2018年启动建设，2019年6月正式对外试开放。

数字体验区从知识与技能、理论与方法、情感与价值观等多目标全方面进行知识科普体验，解决了传统科普中内容枯燥、专业性不强、体验方式单一、交互性差等问题。同时，形成新业务，吸引天津乃至华北地区的读者前来感受先进科技成果，实现了图书馆社会服务职能的提升、拓展和延伸。