Ngân hàng trung ương liên quan đến ba chức năng cơ bản, đó là phát hành tiền tệ, ngân hàng của các tổ chức tín dụng, ngân hàng của Chính phủ, quản lý nhà nước về tiền tệ và hoạt động ngân hàng. Tuy nhiên, không phải ngân hàng trung ương nào cũng mang đầy đủ 3 chức năng này.

Phát hành tiền tệ

Ở phần lớn các nước, ngân hàng trung ương là cơ quan duy nhất có quyền phát hành tiền tệ. Ở một số nước khác, ngân hàng trung ương là cơ quan duy nhất phát hành tiền giấy, còn tiền kim loại với tư cách là tiền bổ trợ thì do Chính phủ phát hành. Cục Dự trữ Liên bang – ngân hàng trung ương của Hoa Kỳ – không có chức năng phát hành tiền, thay vào đó, Bộ Tài chính đảm nhiệm chức năng này. Cũng có thông tin cho rằng Chính phủ Mỹ không có quyền phát hành đồng Đô-la, mà là do Cục Dự trữ Liên bang phát hành. Nhưng hiện nay, đã có rất nhiều cuộc nghiên cứu, và họ đã phát hiện ra, thực chất Cục Dự trữ Liên bang Mỹ mới có quyền phát hành tiền tệ, Chính phủ Mỹ không có quyền này.

Ngân hàng của các ngân hàng

Ngân hàng trung ương thực hiện công việc tái chiết khấu các hối phiếu đối với các tổ chức tín dụng, cấp vốn thông qua cho vay đối với các tổ chức này (đồng thời qua đây kiểm soát lãi suất). (Xem thêm Chính sách lãi suất ngân hàng)

Ngân hàng trung ương còn mua và bán các giấy tờ có giá, qua đó điều tiết lượng vốn trên thị trường. (Xem thêm Nghiệp vụ thị trường mở)

Ngân hàng trung ương có quyền yêu cầu các ngân hàng thương mại mở tài khoản tại chỗ mình và các ngân hàng phải gửi vào tài khoản của họ 1 lượng tiền nhất định. Thông thường, lượng tiền này được quy định tương đương với 1 tỷ lệ nào đó tiền gửi vào ngân hàng thương mại, gọi là tỷ lệ dự trữ bắt buộc.

Trong trường hợp có tổ chức tín dụng gặp nguy cơ đổ vỡ làm ảnh hưởng đến cả hệ thống tài chính của quốc gia, ngân hàng trung ương sẽ tái cấp vốn cho tổ chức tín dụng đó để cứu nó. Vì thế, ngân hàng trung ương được gọi là người cho vay cuối cùng.

Ngân hàng của Chính phủ

Ở nhiều nước, ngân hàng trung ương là người quản lý tiền nong cho Chính phủ. Chính phủ sẽ mở tài khoản giao dịch không lãi suất tại ngân hàng trung ương. Tuy nhiên, ở một số nước, chẳng hạn như ở Việt Nam, chức năng này do kho bạc đảm nhiệm.

Ngân hàng trung ương còn làm đại diện cho Chính phủ khi can thiệp vào thị trường ngoại hối (xem Can thiệp tỷ giá).