植物園自1921年創設以來，就是很多臺北人記憶中一部份，閒時來此佇足小憩，不論夏天的荷花、冬日的落葉，都是許多人美好的回憶。植物園附屬於農業部林業試驗所。西元1921年1月22日，正式發佈林業試驗場本場基地為植物園。到1930年左右，園內已栽種1,120種植物，其中泰半為國外引進者，對於學術及自然科學之教育貢獻極大。然而在二次大戰期間，園區樹木枯損殆盡。二戰後，將園區重行整理，同時積極引進各式國外樹種栽植。至今，園區內之建築與植物種類已遠超過以往盛況，搜羅之植物多達千餘種。
植物展示區現區分為17個分區，分別展示各類植物。全區水塘依展示目的植物種類和用途區分成9區，並引進世界重要水生植物，營建具多樣性種類的水生植物池。由於都會區內鮮少綠地，植物園區內自然成為遊客休憩踏青的場所，尤其東鄰歷史博物館、科學館、藝術館等文教機構，構成都會區內著名的南海學園。