Biblioteca „Batthyaneum” din Alba Iulia a fost înfiinţată pe 31 iulie 1798 din iniţiativa episcopului Romano-Catolic al Transilvaniei Ignatius de Batthyán (1741-1798). Alături de un observator astronomic și mai multe colecţii cu caracter muzeal, biblioteca constituia o parte a institutului științific de interes public creat de acesta cu denumirea de Specula Batthyaniana Albensis, mai precis Institutul de Astronomie teoretică şi practică (Institutum Astronomicum seu Astronomiam).
Institutul a fost amenajat în clădirea fostei Biserici trinitariene din Alba Iulia. Edificiul, construit în stil baroc între 1719-1738, a suferit modificări în cursul secolului al XVIII-lea impuse de destinaţiile succesive ale acestuia: biserică cu două turle (1719-1784), depozit și spital al armatei habsburgice (1784-1792) şi observator astronomic şi bibliotecă (1792-1798). 
Observatorul astronomic a funcționat în perioada 1794-1861. Ultima mare investiție în instrumentele astronomice, fiind configurat inclusiv întregul spațiu al Observatorului, are loc în 1839, când se achiziționează un cerc meridian complex de la Christoph Starke (şi instalat oficial în 1843), directorul Institutului Imperial Politehnic de la Viena.
Nucleul de astăzi al Bibliotecii „Batthyaneum”, totodată fondul-tezaur al acesteia, îl constituie colecţia privată a episcopului Batthyány, formată din 18.000 de unităţi bibliografice, tipărituri şi manuscrise datate începând cu secolul al IX-lea. Ele au fost procurate prin achiziţiile efectuate în ultimele două decenii ale secolului al XVIII-lea. Cele mai importante sunt biblioteca arhiepiscopului Vienei, Christoph Migazzi, şi cea a Bisericii Sfântul Iacob din Levoča, Slovacia.
Donaţiile au constituit forma principală de îmbogăţire a fondurilor bibliotecii în cursul secolului al XIX-lea şi în prima jumătate a secolului al XX-lea. Biblioteca a fost transformată în muzeu, mai exact, Observatorul astronomic, și a funcționat ca atare în prima parte a secolului XX. Instituţia a funcţionat neîntrerupt, fiind administrată de Episcopia Romano-Catolică din Alba Iulia până în perioada celui de-al Doilea Război Mondial. A fost apoi în subordinea Ministerului Educaţiei în anii 50, iar din 1962 a devenit filială a Bibliotecii Centrale de Stat, actuala Bibliotecă Naţională a României.
