O Centro de Documentação do Museu Municipal reúne um conjunto de bibliografia sobre a história de Loulé e do Algarve, em particular, e do país, em geral. Nele guardam-se informações sobre personalidades e principais monumentos do concelho, bem como, jornais locais ou obras raras, específicas de diversas temáticas, que no seu conjunto visam apoiar de forma profícua os munícipes/ investigadores no desenvolvimento dos seus trabalhos.