ภาษาซีใช้ไลบรารีเป็นวิธีการหลักสำหรับส่วนขยาย ไลบรารีคือกลุ่มของฟังก์ชันที่บรรจุอยู่ในไฟล์เดียวกันโดย "ถาวร" ไลบรารีแต่ละชนิดจะมีไฟล์ส่วนหัว ซึ่งรวบรวมต้นแบบ (prototype) ตามฟังก์ชันที่มีอยู่ในไลบรารีซึ่งอาจถูกเรียกใช้โดยโปรแกรม และมีการประกาศชนิดข้อมูลพิเศษและสัญลักษณ์แมโครที่ใช้ในฟังก์ชันเหล่านั้น โปรแกรมจะต้องรวมไฟล์ส่วนหัวนี้เข้าไปเพื่อใช้งานไลบรารี และไลบรารีจะต้องเชื่อมโยงกับโปรแกรม ซึ่งในหลายกรณีอาจต้องใช้ตัวบ่งชี้คอมไพเลอร์ (compiler flag) (เช่น -lm สำหรับไลบรารีคณิตศาสตร์เป็นต้น)

ไลบรารีสามัญที่สุดคือไลบรารีมาตรฐานของภาษาซี ซึ่งระบุไว้โดยมาตรฐานไอโซและแอนซีซีและติดมากับทุกโปรแกรมที่พัฒนาด้วยภาษาซี (ส่วนการพัฒนาบนสภาพแวดล้อมแบบฝังตัวอาจมีไลบรารีมาตรฐานเพียงส่วนย่อยส่วนหนึ่ง) ไลบรารีนี้รองรับกระแสข้อมูลรับเข้าและส่งออก การจัดสรรหน่วยความจำ คณิตศาสตร์ สายอักขระ และค่าของเวลา

ไลบรารีสามัญอีกกลุ่มหนึ่งเป็นฟังก์ชันที่เจาะจงใช้กับโปรแกรมที่ทำงานบนระบบปฏิบัติการยูนิกซ์หรือคล้ายยูนิกซ์ โดยเฉพาะฟังก์ชันที่มีส่วนต่อประสานเข้ากับเคอร์เนล ฟังก์ชันเหล่านี้ได้ให้รายละเอียดไว้ในมาตรฐานหลากหลายเช่นโพสซิกซ์หรือข้อกำหนดคุณลักษณะยูนิกซ์เชิงเดี่ยว (Single UNIX Specification)

เนื่องด้วยโปรแกรมหลายโปรแกรมถูกเขียนขึ้นด้วยภาษาซี ไลบรารีอื่น ๆ ที่หลากหลายในวงกว้างก็มีเช่นกัน บ่อยครั้งที่ไลบรารีเหล่านั้นเขียนด้วยภาษาซี เพราะตัวแปลภาษาซีจะจัดสร้างรหัสวัตถุ (object code) ที่มีประสิทธิภาพ จากนั้นโปรแกรมเมอร์จะสร้างส่วนต่อประสานไปยังไลบรารี จึงทำให้ภาษาระดับที่สูงกว่าอย่างภาษาจาวา ภาษาเพิร์ล และภาษาไพทอน สามารถใช้งานรูทีนในรหัสวัตถุได้