植物园是日治时代研究植物的重要场所，占地约8公顷，保留了当时从台湾、日本、中国大陆、东南亚引进来的试验研究植物种，至今园区内的建筑与植物种类已远超过以往盛况，搜罗之植物多达约2000种。台北植物园依植物分类系统与习性分区，每个区域以不同的主题呈现，并且设有解说牌介绍奇花异卉，例如荷花池、十二生肖区、多肉植物区、蕨类植物区、诗经植物区、民俗植物区、棕榈科区等。随着季节不同，植物林相会跟着变化，每个季节都有独特味道，若在午后进入，光线与温度则让人有更舒服的感受。