学习中心位于东莞图书馆二楼，面积约1500平方米，于2026年1月31日完成空间改造后面向市民开放。新空间共有150余个自习座位有序分布在主题阅读区之间，兼顾数量与舒适性。每个自习桌均配备自控台灯和桌面电源，方便读者学习、阅读。

升级后的学习中心重点打造三大科创主题阅读区，响应国家科学教育号召和东莞科技产业发展需求。科学经典阅读区汇集“科学元典丛书”、在莞院士推荐图书等，并提供名校名师科普讲座与电子资源；AI阅读区设有“人工智能发展史”电子展览、纸电结合书架及AI数字文化屏，支持智能咨询、拍照换装、知识竞答等互动功能；科幻阅读区以“未来图书馆”为主题，提供“星云奖”、“银河奖”、“刘慈欣作品集”等专题书籍阅读，并展示科幻小说文摘、AI图像和影视片段，并由虚拟数字人提供咨询服务。

学习中心同时确立了三大功能定位。数字阅读体验中心探索数字阅读新形态，提供主题展示、互联网阅读、声音文化等服务。智慧学习中心设置沉浸式学习空间、智慧桌面，支持纸电融合阅读、AR阅读、AI伴读伴学。社会教育实践中心配备数字教室、研讨室、录音室等，常态化开展青年学坊、青少年数字阅读夏令营等公益培训项目。