华南植物研究所前身为国立中山大学农林植物研究所，由著名植物学家陈焕镛院士创建于1929年。1954年改隶中国科学院，同时易名为中国科学院华南植物研究所。
    华南植物园由陈焕镛院士等创建于1956年，同年还创建了鼎湖山国家级自然保护区暨鼎湖山树木园，开创了我国自然保护区事业的先河。华南植物园和鼎湖山树木园隶属于中国科学院华南植物研究所。
    2002年12月，中国科学院作出“两所三园”战略调整，撤销华南植物研究所建制，改为华南植物园建制。2003年10月16日，经中编办批复，中国科学院华南植物研究所易名为中国科学院华南植物园。
    华南植物园的发展方向：在创建国际一流科学植物园的同时，面向国家重大需求和学科发展前沿，围绕退化生态系统的恢复与重建、环境与生态安全、物种的演化形成与维持、生物多样性保育、植物资源储备与可持续利用等领域，进行基础性、前瞻性和战略性研究，努力建设成为我国科技创新、人才培养与科学知识传播的重要基地，并在恢复生态学、系统演化植物学与保育植物学领域发展成为具高水平的研究单位。
    华南植物园是我国面积最大的南亚热带植物园，由3部分组成：一是保育和展示区（即原华南植物园部分），占地4237亩，建有木兰园、棕榈园、姜园、兰园等30余个专类园，迁地保育植物1万多种；二是科研和生活区，占地552亩，拥有馆藏标本100万份的植物标本馆，还拥有透射电子显微镜、扫描电子显微镜、气象色谱仪、光合作用仪等大型仪器设备的科研实验大楼，以及专业书刊近20万本（册）的图书馆、计算机信息网络中心等支撑系统；三是建于1956年的鼎湖山国家级自然保护区，占地面积17,325亩，为我国第一个自然保护区和中科院目前唯一的自然保护区，就地保育植物2400多种。这里还是华南植物园管理的鼎湖山森林生态系统国家野外科学观测研究站的所在地。此外，华南植物园还拥有广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站和小良热带海岸带退化生态系统恢复与重建定位研究站等一批野外生态观测研究站点。
    全园现有在职职工326人，其中科技人员201人（包括35名研究员、31名副研究员、25名高级工程师），三期创新岗位178个。现有博士生导师36人（其中外单位挂靠招生的博士生导师10人），有博士学位授予点3个（植物学、生态学、生物化学与分子生物学），硕士学位授予点4个（植物学、生态学、生物化学和分子生物学、园林植物与观赏园艺），以及生物学博士后流动站1个。目前在读研究生277人，其中博士生103人（包括3名海外留学生），硕士生174人。每年为国家培养输送大批高级科技人才。
    目前，华南植物园根据学科发展与国家需求，设置了6大学科领域：1）全球变化与生态系统服务功能；2）环境退化与生态恢复；3）植物系统与进化生物学；4）生物多样性保育与可持续利用；5）农业及食品质量安全与植物化学资源；6）种质资源创新与基因发掘利用。6大学科领域下设25个研究团队。
    1954年以来，华南植物园编撰出版了《中国植物志》、《中国植被》、《热带亚热带退化生态系统植被恢复生态学研究》等专著340部（卷、册）；发表论文4000多篇。1978—2007年间共发表CSCD收录论文2430余篇，发表SCI收录论文597篇，包括在《Nature》和《Science》等国际著名杂志上以第一作者身份发表论文；共取得353项研究成果，其中171项获各类科技成果奖励246次，包括193次获国家科技进步二等奖与省部级以上奖励；申请各类专利61件，授权34件。
    华南植物园历来重视科学传播工作。现已建成科普信息中心等多个科学传播场所和爱国科学家雕塑径等多个爱国主义教育设施，开展了公众教育理论、方法研究与实践，常年举办各类科普培训活动。华南植物园已成为“全国青少年科技教育基地”、“全国科普教育基地”，以及广东省、广州市等各级政府和机构共建的知识传播基地和爱国主义教育基地与示范点等30余个，并连续2年荣获“全国科普活动日先进单位”，还获得其他各种荣誉10多项。每年参与科普活动和爱国教育的游客达50多万人次。
    2002年底，中国科学院、广东省人民政府、广州市人民政府签订共建华南植物园协议。共建工程以“科学的内涵、艺术的外貌、文化的底蕴”为建设理念，以“人民满意、专家满意、政府满意”为建设目标。通过三方共建，全园的基础设施、园林景观、科学内涵等各方面得到显著改善和提高，为把华南植物园建设成为世界一流植物园、成为人与自然完美和谐的典范奠定了良好基础。