Un catálogo de biblioteca, más específicamente denominado en el ámbito de una biblioteca catálogo bibliográfico, es una lista ordenada y accesible para la búsqueda de los libros y otros documentos que se guardan en una biblioteca o en varias de forma conjunta. Su función es describir cada documento de un fondo documental —autor, título, materia, edición, localización física— y permitir al usuario descubrirlo sin necesidad de recorrer los estantes. Cuando se refiere a varias bibliotecas adquiere la denominación de catálogo colectivo.
Los antecedentes del catálogo son tan antiguos como las bibliotecas mismas. Los archivos de tavoletas de arcilla de Uruk incluían inventarios de documentos; la biblioteca de Asurbanipal en Nínive, en el siglo VII a. C., disponía de listados de tavoletas con sus títulos incipientes, y el Museo de Alejandría empleó regímenes de depósito y ficheros. El giro decisivo llegó con la imprenta: al multiplicarse los impresos, las grandes bibliotecas —la Bodleiana de Oxford o la Biblioteca Nacional de Francia— comenzaron a publicar sus catálogos impresos, instrumento útil pero rápidamente obsoleto por el continuo crecimiento del fondo. La solución moderna fue el catálogo en fichas: a finales del siglo XIX, antes de la introducción de herramientas informáticas, los catálogos de bibliotecas eran físicos, generalmente en forma de cajones en los que cada libro o documento tenía su ficha, ordenando los libros según la Clasificación Decimal Universal (CDU), esto es, por materia, y dentro de cada materia por autor o título. Esta división entre catálogo de autores y catálogo sistemático o de materias sigue estructurando los catálogos digitales.
La automatización transformó por completo la forma y el alcance del catálogo. En los años sesenta del siglo XX, Henriette Avram diseñó en la Biblioteca del Congreso de Estados Unidos el formato MARC, un esquema normalizado de metadatos que permitía intercambiar registros bibliográficos entre máquinas; poco después Fred Kilgour fundó OCLC, una cooperativa cuyo catálogo colectivo, hoy conocido como WorldCat, reúne registros de decenas de miles de bibliotecas de todo el mundo. Cada documento quedó identificado por el ISBN, el número normalizado que se adoptó como estándar internacional en 1970. La adopción de medios informáticos hizo posible la construcción de catálogos automatizados, denominados también OPAC (Online public access catalog, o en español, catálogo de acceso público en línea), en forma de bases de datos que incluyen la Clasificación Decimal Universal únicamente como metadato para la búsqueda física del libro tras haber accedido a él a través de la base de datos. España vio crecer en ese mismo periodo catálogos colectivos como el CCUC o el Catálogo Colectivo del Patrimonio Bibliográfico, además de los catálogos automatizados de las bibliotecas públicas estatales.
Las reglas que describen cada documento han evolucionado a la par: los códigos anglosajones AACR y, desde 2010, RDA —Recursos: descripción y acceso— sustituyeron paulatinamente a las normas clásicas en muchos países, siempre sobre el modelo del encabezamiento del registro bibliográfico, es decir, la fórmula uniforme de autor o título que agrupa todas las obras de un mismo creador. Los desafíos actuales del catálogo son la deduplicación de registros duplicados procedentes de distintas bibliotecas, la gestión de las autoridades de nombre para no dispersar las obras de un autor, la integración de publicaciones digitales y el descubrimiento web, cada vez menos basado en la consulta del catálogo como tal y más en buscadores que lo agregan. Pese a todo, el catálogo sigue siendo la puerta de entrada legítima a un fondo y el instrumento que convierte una mera acumulación de documentos en una biblioteca utilizable.