国家植物园由国家批准设立，与普通的植物园不同。其核心功能包括植物科学研究和迁地保护，它的社会服务功能建立在学术研究功能基础上。国家植物园的定位是国家植物科学研究和交流中心、战略植物资源储备库、濒危植物的迁地保护基地以及植物科学传播中心。
国家植物园是一个国家经济、科技、文化、生态、社会可持续发展水平的重要标志；国家植物园是中国植物多样性保护、研究的主要基地和世界珍稀濒危植物的保护设施，代表着我国植物多样性保护、研究和利用的最高水平；国家植物园是国家生态文明建设成果的展示平台，在国际交往中发挥着重要职能。这些重要功能也是国家植物园与其他植物园的主要区别。
丰富的植物物种收集和珍稀濒危植物的迁地保护是国家植物园的根本特色，无论是植物资源的迁地保护、科学研究还是科学传播和园林园艺展示，都建立在丰富的物种收集基础上。国家植物园在整个国家植物园体系建设中具有十分重要的引领作用，是国家植物园体系的核心。国家植物园体系建设是从国家层面进行生物多样性保护的一项重要措施，将有效实现中国植物多样性保护全覆盖和可持续利用：一是构建国家植物迁地保护网络。除了建设国家植物园以外，还要建设一批区域性国家植物园，目前华南国家植物园也已正式挂牌运行，未来国家植物园和各区域的国家植物园既有分工又有合作，实现资源共享，有效实现中国植物多样性保护全覆盖和可持续利用，全面提升国家植物多样性保护和研究水平。二是提升迁地保护稳定性和可靠性。国家植物园体系的建设将实现植物在多地进行迁地保护，有利于降低因区域自然灾害、极端天气及突发状况造成的植物物种灭绝风险，为国家保存重要的战略植物资源。三是引领示范全国植物园科学、均衡发展。国家植物园体系的建设将带动我国各地植物园全面提升建设、管理和发展水平。四是向世界传播中国植物文化。收集展示具有民族特色的资源植物，为人民群众提供优质的生态产品和美好的精神享受，向世界展现中国悠久历史文化和民族精神。
