前身是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，中科院四大植物园之一。1954年改隶中国科学院后为华南植物研究所，2003年10月更名为中国科学院华南植物园。中国科学院华南植物园游览区位于广州市天河区龙洞天源路1190号，占地面积333公顷，建于1929年，是我国历史最久、种类最多、面积最大的南亚热带植物园。被誉为永不落幕的“万国奇树博览会”，有“中国南方绿宝石”之称。

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。

系统与进化研究所：以相关的专类园和标本馆为平台，以高等植物热带亚热带重要类群的专科专属研究为基础，以类群的系统发育重建与分类系统建立为核心，开展多学科、多层次的综合研究，探讨植物的进化与适应机制。。珍稀濒危植物研究所：以相关的专类园和实验室为平台，
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，并连续两年荣获“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。
华南植物园历来重视知识传播与科普教育工作。现已建成科普信息中心等多个知识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与大型科普活动。先后荣获 “全国科普日活动先进单位”（2005－2007年连续3次）、“十佳广东省科普基地”（2008年）、“广州市最受市民欢迎的科普基地”（2009年）、“全国科普工作先进集体”（2010）等荣誉称号，而且被中国科协继续认定为“全国科普教育基地”（2010－2014年）。现已成为国家AAAAA级旅游景区，每年入园参观人数达100万人次。