Tujuan penubuhan TBNSA adalah menyediakan satu pusat pendidikan saintifik kebangsaan dan pemuliharaan sumber untuk botani, hortikultur, florikultur, dan pelbagai bidang berkaitan di Malaysia. Taman Botani juga berperanan memberikan kesedaran kepada masyarakat mengenai tumbuh-tumbuhan di Malaysia.