Za sprawą projektów „FlorNaturOB”, „FlorNatur ROBiA” oraz „FlorIntegral” PAN Ogród Botaniczny stał się jedną z najważniejszych krajowych jednostek w zakresie czynnej ochrony bioróżnorodności metodami ex situ oraz restytucji gatunków ginących na stanowiskach naturalnych. Inną formą ochrony różnorodności flory naturalnej Polski jest kriogeniczny bank nasion, wykorzystujący temperatury par ciekłego azotu do wieloletniego przechowywania nasion zbieranych z naturalnych stanowisk. Obecnie w banku chronionych jest 238 gatunków flory rodzimej zebranych na 710 stanowiskach w Polsce. Od prawie pięciu dekad ogród zajmuje się utrzymywaniem banków genów dla roślin ważnych w rolnictwie, zwłaszcza żyta i jabłoni.