Un ISBN est attribué à chaque édition et variation (à l'exception des réimpressions) d'un livre. L'ISBN comporte 13 chiffres s'il est attribué après le 1er janvier 2007, et 10 chiffres s'il est attribué avant 2007. Un numéro international normalisé du livre se compose de 4 ou 5 parties :
- pour un ISBN à 13 chiffres, un préfixe GS1 : 978 ou 979
- le code d'identification du groupe, (groupe de pays partageant une langue)
- le code de l'éditeur,
- le numéro de l'article, et
- un caractère de contrôle ou un chiffre de contrôle.
Les parties de l'ISBN peuvent être de longueurs différentes et sont généralement séparées par des traits d'union ou des espaces.
Le numéro du code d'identification de groupe (GIC) est 0 ou 1 pour les pays anglophones, 2 pour les pays francophones, 3 pour les pays germanophones, 4 pour le japonais, 5 pour le russe, etc. Le numéro de livre standard (SBN) original n'avait pas d'identificateur de groupe, mais l'apposition d'un zéro (0) comme préfixe à un SBN à 9 chiffres crée un ISBN à 10 chiffres valide. L'identificateur de groupe peut comporter jusqu'à 5 chiffres ; par exemple, 99936 est un identificateur de groupe pour le pays Bhoutan.
L'agence ISBN nationale attribue le numéro d'éditeur (cf. la catégorie : agences ISBN) ; l'éditeur sélectionne le numéro de l'article. En général, un éditeur de livres n'est pas tenu d'attribuer un ISBN, ni d'afficher le numéro d'un livre (sauf en Chine ; voir ci-dessous), mais la plupart des librairies ne traitent que les marchandises portant un ISBN.
Une liste de tous les 628 000 codes d'éditeur attribués est publiée et peut être commandée sous forme de livre, mais, à partir de 2007, elle coûte 300 dollars US. Le site web de l'agence internationale ISBN n'offre aucune méthode gratuite de recherche des codes d'éditeurs.