ถึงแม้ว่าสวนพฤกษศาสตร์จะมีประวัติเกี่ยวข้องกับการนำพืชชนิดใหม่มา ปลูก หรือการเป็นแหล่งรวมของพันธุ์ไม้ก็ตาม แต่การพัฒนาไปถึงจุดที่ได้ชื่อว่าเป็นแกนนำในการ อนุรักษ์พันธุกรรมพืชนั้นดำเนินไปอย่างล่าช้า ในตอนต้นของคริสต์ศตวรรษที่ ๒๐สวนพฤกษศาสตร์ส่วนมากจะเน้นหนักทางด้านการศึกษาเรื่องการจำแนกพันธุ์ไม้เมืองร้อน เช่น สวนพฤกษศาสตร์คิว สวนพฤกษศาสตร์เบอร์ลิน และสวนพฤกษศาสตร์นิวยอร์กล้วนมีพิพิธภัณฑ์ที่เก็บรวบรวมตัวอย่างพรรณไม้แห้งจำนวนมาก รวมทั้งได้มีการรวบรวมหนังสือเกี่ยวกับพืชเมืองร้อนไว้เป็นจำนวน มากอย่างไรก็ตาม พืชที่ปลูกในสวนพฤกษศาสตร์เหล่านี้ เนื่องจากมีข้อจำกัดในด้านภูมิอากาศของท้องถิ่นทำให้บางชนิดต้อง ปลูกไว้ในกระจก ที่มีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้น ให้เหมาะสมกับความต้องการของพืชแต่ส่วนใหญ่มักเป็นพืชที่ขึ้นอยู่ใน เขตที่มีอุณหภูมิไม่ค่อยรุนแรง ส่วนที่เป็นประโยชน์ทางด้านวิชาการมากก็คือสวนพฤกษศาสตร์หลายแห่ง ได้จัดทำรายการเมล็ดพันธุ์พืช (Index Seminum) ออกเผยแพร่เป็นรายปี หรือเป็นช่วงระยะเวลาอื่นๆ เป็นประจำเพื่อแลกเปลี่ยนรายการกับสวนพฤกษศาสตร์แห่งอื่นๆ สวนพฤกษศาสตร์มากกว่า ๖๐๐ แห่ง ได้จัดพิมพ์รายการเมล็ดพันธุ์พืชดังกล่าวซึ่งมักจะมีข้อมูลที่น่าสนใจเกี่ยวกับสวน และกิจกรรมอื่นๆ ถือว่า เป็นกลไกของระบบเครือข่ายระหว่างประเทศก็ได้ ในสายตาของสาธารณชนแล้วสวนพฤกษศาสตร์ยังคง เป็นสวนสาธารณะที่น่าเข้าชม มีการจัดระบบ ไว้เป็นอย่างดีมีพันธุ์ไม้หลากหลายชนิดที่ได้รับการดูแลรักษาอย่าง เอาใจใส่ และมักมีป้ายชื่อต้นไม้ติดไว้ให้ดูด้วย

            ส่วนที่ตื่นตาตื่นใจเป็นพิเศษของสวนพฤกษศาสตร์ขนาดใหญ่คือ เรือนกระจก ที่สามารถเห็นพันธุ์ไม้สวยแปลกตานานาชนิดสวนพฤกษศาสตร์ส่วนมากลงทุนสร้างเรือนกระจก และห้องกระจกปลูกต้นไม้ขนาดใหญ่ เช่น เรือนปาล์ม (Palm House) และเรือน พรินเซสส์ออฟเวลส์ (Princess ofWales Conservatory) ในสวนพฤกษศาสตร์คิว ที่กรุงลอนดอน ซึ่งรวบรวมพืชที่ขึ้นในภูมิอากาศต่างๆ ไว้เป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ ยังมีสวนPalmengarten ที่เมืองแฟรงก์เฟิร์ต ประเทศเยอรมนี สวน Climatron ที่รัฐมิสซูรี สหรัฐอเมริกา และสวน Tropical Conservatory ที่เมืองแอดิเลดในรัฐเซาท์ออสเตรเลีย ประเทศออสเตรเลีย และที่น่าสนใจมาก คือ สวน Myriad ที่เมืองคริสตัลบริดจ์ ใน รัฐโอคลาโฮมา สหรัฐอเมริกาประกอบด้วยห้องกระจกที่ปลูกต้นไม้หลากหลายชนิด แม้ว่าสวนพฤกษศาสตร์เหล่านี้ ส่วนมากสร้างขึ้น เพื่อเก็บพืชพื้นเมืองที่มีความสำคัญที่ต้องรักษาไว้ แต่บทบาทสำคัญคือ การจัดแสดงพืชเมืองร้อน และพืชกึ่งเมืองร้อนให้สาธารณชนได้เข้าชม เพื่อให้ความรู้และร่วมมือกันในการอนุรักษ์สวนพฤกษศาสตร์ โดยมักมีห้องกระจกด้านหลัง เพื่อการขยายพันธุ์ และปลูกพืชเฉพาะประเภทไว้ เพื่อการวิจัยหรือเพื่อการอนุรักษ์ด้วย ปัจจุบันการ อนุรักษ์พันธุ์พืชหายากหรือใกล้สูญพันธุ์เป็นบทบาทที่เด่นชัดมากของ สวนพฤกษศาสตร์

            ในการประชุมนานาชาติว่าด้วยการอนุรักษ์ธรรมชาติ (International Congress of Nature Conservation) ครั้งที่ ๑ และครั้งที่๒ ซึ่งจัดขึ้นเมื่อ พ.ศ. ๒๔๖๖ และ พ.ศ. ๒๔๗๔ ตามลำดับ มีข้อตกลงว่า สวน พฤกษศาสตร์มีส่วนในการอนุรักษ์ที่สำคัญ ๓ ประการ คือ

            ๑) การอนุรักษ์พันธุ์ไม้ภายนอก หรือการเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการทดลองเพื่อการจัดการขยายพันธุ์ในระยะยาว หรือเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในรูปอื่น หรือในบางกรณีเพื่อสร้างหน่อหรือกล้า เพื่อนำกลับไปปลูกในธรรมชาติต่อไป

            ๒) การวิจัยหาเทคนิควิธีการขยายพันธุ์

            ๓) การศึกษาเชิงอนุรักษ์ และกระตุ้นให้เกิดจิตสำนึกในการอนุรักษ์

            การอนุรักษ์พันธุ์ไม้ภายนอก เป็นการปลูกพันธุ์ไม้ที่ต้องการอนุรักษ์ภายในสวนพฤกษศาสตร์หรือใน แปลงใดแปลงหนึ่ง โดยปลูกพืชที่ได้จากการสุ่มตัวอย่างพืชในธรรมชาติ และการเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ที่อุณหภูมิต่ำไว้ในธนาคารเมล็ดพันธุ์ หลังจากอบให้มีความชื้นต่ำแล้ว ส่วนการเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการทดลอง ได้แก่ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชจากการเพาะเซลล์ ดังเช่นที่ใช้กับพืชพวกกล้วยไม้หรือพืชในกลุ่มอื่น ซึ่งเมล็ดไม่สามารถเก็บรักษาไว้ได้นานการเพาะเลี้ยงนี้มักทำร่วมกับ องค์การอนุรักษ์พันธ์พืชในระดับท้องถิ่น หรือระดับชาติและ ถ้าจะให้ได้ผลดีควรเป็นส่วนหนึ่งของแผนรวมที่ประสานงานกันเป็นอย่างดี โดยนำเอาเทคนิควิธีการต่างๆ ที่เหมาะสมมาใช้ร่วมกัน

สวนพฤกษศาสตร์ The Royal Botanical Gardens at Kew ประเทศอังกฤษ