Nelle grandi biblioteche per lo più non vi erano impianti di illuminazione e di riscaldamento (candelieri, bracieri, ecc.), per motivi di sicurezza rispetto al rischio d'incendi e forse anche per i relativi costi. Le sale erano in genere realizzate in modo da fruire di una buona illuminazione naturale e gli orari pomeridiani variavano secondo la stagione.

Per la lettura serale, comune nelle maggiori biblioteche italiane nei primi decenni dopo l'Unità, si ricorreva a lumi a gas (p.es. alla Braidense di Milano dal 1861, alla Marucelliana di Firenze dal 1879).

Impianti di riscaldamento ad acqua calda (termosifoni) furono introdotti piuttosto lentamente. Nel 1898, secondo Guido Biagi, fra le biblioteche statali solo la Marciana di Venezia aveva un impianto di questo tipo, con 14 termosifoni fra sale e uffici; lui stesso aveva fatto realizzare alla Marucelliana di Firenze nel 1887 un impianto ad aria calda, rimasto in uso per buona parte del secolo successivo. 

Secondo le risposte all'indagine sulle condizioni delle biblioteche statali svolta da Biagi nel 1904 a seguito dell'incendio della Nazionale di Torino, non avevano nessun sistema d'illuminazione e di riscaldamento la Nazionale di Napoli, la Laurenziana di Firenze e le universitarie di Cagliari, Catania e Messina; sistemi d'illuminazione mancavano anche alla Marciana di Venezia (dove la luce elettrica nei locali per il pubblico fu introdotta con la ristrutturazione del 1929), alla Vallicelliana e all'Universitaria di Sassari, mentre le Universitarie di Bologna e di Pavia e la biblioteca di Cremona avevano ancora impianti a gas. Avevano invece impianti elettrici e di riscaldamento regolarmente funzionanti, in sostanza, le due Nazionali centrali di Firenze e di Roma, la Braidense di Milano, l'Universitaria di Genova, la Marucelliana e la Casanatense. Cfr. Guido Biagi, Contro i pericoli d'incendio nelle biblioteche: risposte dei bibliotecari alla lettera diramata dal dott. Guido Biagi, «Rivista delle biblioteche e degli archivi», 15 (1904), n. 2/3/4, p. 41-66.

Per motivi di sicurezza anche la Biblioteca Vaticana non aveva, a quell'epoca, introdotto un impianto d'illuminazione, e la Bibliothèque nationale di Parigi lo realizzò soltanto nel 1924.