Tomando como base la colección de plantas vivas, que constituye la razón de ser de este Jardín Botánico, se desarrollan varias líneas de investigación orientadas al conocimiento del patrimonio biológico exclusivo de nuestra llora en grupos de plantas ampliamente distribuidas en nuestras islas como es el caso de Sideritis (salvias blancas), Echium (taginastes), Aeonium (veroles), etc., o bien en complejos formados por distintos géneros estrechamente relacionados como Gonospermum, Lugoa y los representantes endémicos del género Tanacetum, así como en plantas útiles al hombre, de interés forrajero...
Los trabajos se llevan a cabo desde varios puntos de vista: taxonómico (clasificación de las plantas; palinológico (estudio del polen y las esporas); evolutivo (origen, y relación entre especies); citogenéticos (encaminados al conocimiento, los mecanismos genéticos que han condicionado la evolución en las islas); corológicos (distribución geográfica), etc. Estos estudios contribuyen a la elaboración de diferentes atlas sobre los endemismos macaronésicos -atlas del número de cromosomas de endemismos canarios, de polen...
Para llevar a cabo los programas de conservación, el centro dispone de un «banco de semillas» y de un laboratorio de «cultivos meristemáticos». El primero tiene como objetivo la conservación de los recursos genéticos de aquellas especies endémicas con interés científico y cultural. El segundo surge como alternativa a los métodos tradicionales de propagación con fines de reintroducción en los espacios protegidos por las Leyes de Espacios Naturales.
Valorando el interés de los resultados que arrojan las investigaciones llevadas a cabo en este centro y la importancia del intercambio científico, el Jardín Canario publica periódicamente la revista Botánica Macaronésica y un catálogo de semillas (Index seminum).
Ha sido organizador del simposio «Plantas e Islas», en 1977 con motivo del 25 aniversario de la fundación del Jardín. Del 2º y 9º Simposio de la Asociación de Palinólogos de Lengua Española (APLE) en 1979 y 1992 respectivamente. En 1985 se celebró -en colaboración con la UICN- el «Primer Congreso Internacional de Jardines Botánicos y la Conservación», de donde emanaron unas Recomendaciones y el trascendente manifiesto conservacionista denominado «Declaración de Gran Canaria». En 1990 se celebró el «2º Simposio de la Asociación Ibero-Macaronésica de Jardines Botánicos». Y por último, en mayo de 1993 el «2º Congreso Internacional de Educación en Jardines Botánicos».
Por otra partes el personal científico del Jardín participa en congresos y simposios de nivel nacional e internacional, relacionados tanto con sus líneas de investigación de la flora canaria, contemplando la concienciación pública y la educación como principios básicos y fundamentales del proyecto. Actualmente estos objetivos se encuentran incorporados a las líneas de trabajo del Jardín.
En este Jardín Botánico varios biólogos realizan estudios de postgraduados en régimen de becarios, llevando a cabo investigaciones en las líneas señaladas y ampliando sus conocimientos sobre la flora canaria. Con la misma finalidad también se acoge a investigadores extranjeros, poniendo a su disposición los medios disponibles en este centro.
