Den internationellt erkända regeringen (GNA) i Tripoli har inte haft ett turkiskt besök på så hög nivå sedan i april i fjol, då den östlibyske krigsherren Khalifa Haftar inledde en offensiv mot staden.
Även den turkiske finansministern Berat Albayrak och underrättelsechefen Hakan Fidan deltog i besöket.
Haftar har de senaste veckorna lidit nederlag, och har tvingats retirera från stora områden i nordväst sedan Turkiet ökat sitt militära stöd till GNA, som leds av Fayez al-Sarraj.
Gaddafis död
Kaos har rått i oljerika Libyen sedan diktatorn Muammar Gaddafi dödades i en Natostödd revolt 2011.
På ena sidan i konflikten står GNA, med stöd från bland andra Turkiet, medan Haftar får stöd av bland andra Egypten, Ryssland och Förenade arabemiraten.
Konflikten har också fått relationen mellan Turkiet och Frankrike, som många anklagat för att stå på Khalifa Haftars sida, att försämras den senaste tiden.
Frankrikes försvarsdepartement fördömde på onsdagen vad det beskrev som ett "extremt aggressivt" agerande från turkiska stridsfartyg i samband med att ett franskt fartyg skulle inspektera en misstänkt turkisk vapenleverans med ett fraktfartyg i strid med FN:s embargo.
Låste radar
Enligt försvarsdepartementet låste stridsfartygen som eskorterade fraktfartyget sin målstyrningsradar på det franska skeppet, som om en robotattack var förestående.
Före Gaddafis död 2011 hade bland annat turkiska byggbolag säkrat kontrakt för en stor del av den libyska marknaden, men de planerna grusades när diktatorn störtades.