读者工作部：
部门设有发证处、亲子借阅处、中小学生借阅处、动漫文献基地、教学资料室5个服务窗口。服务对象为全市中小学校学生、低幼儿童及其家长；中小学校、幼儿园教师；少年儿童教育工作者。
采编部：
主要担负以下三大基本任务：一是根据少年儿童图书馆的藏书特点、读者的阅读需要、文献资源建设发展方向制定合理的文献资源购置计划，负责各学科各文种的图书、期刊、多媒体光盘、数据库等纸本文献和电子文献的采选。二是有效组织、揭示文献资源，把无序的文献加工整理成可供检索的、具有科学体系的文献集合体，供读者检索、利用。三是做好“全国图书馆联合编目中心少年儿童图书馆中心”工作。
辅导部：
是天津市少年儿童图书馆系统业务研究与辅导中心。主要业务是开展天津市区县少年儿童图书馆、中小学图书馆业务研究和学术活动，组织全市大型中小学生读书系列活动。协调天津市区县少儿图书馆协作协调委员会工作，组织天津市区县少儿图书馆四级网络系统开展少儿图书馆各项工作。辅导部与全国各地少儿图书馆有长期的良好合作，并组织开展了一系列活动，在社会产生了较好的社会影响。
电子技术部：
成立于1997年，其主要职能是维护全馆的办公自动化的正常运行以及网站维护管理工作，有面向本馆读者开放的电子阅览室。
培训部：
担负着中小学生课外培训工作，是第二课堂教育的延伸，在贯彻诚信热情服务理念的同时，树立品牌意识，确立环境育人，质量取胜的办学原则，举办了丰富多彩、启迪智力、陶冶情操、寓教于乐的培训班和阵地活动。目前的培训项目有彩虹图画、珠心算、快乐大作文、新概念英语等。
办公室：
负责全馆业务、文书、财务、行政等业务行政管理，是信息传递、综合协调、政策落实的综合部门。
人保科：
负责本馆干部职工的工资与福利、年终考核、专业技术职称的评聘及其他人事管理工作。同时还负责本馆内部安全保卫及安全防火、离退休老干部、人事档案与党内机要文件的管理、党支部等相关工作。
