El Departamento de Botánica es el sitio donde se realiza investigación sobre la diversidad de grupos de plantas de la flora nacional, principalmente. Los proyectos del personal académico incluyen investigaciones sobre morfología, distribución geográfica, relaciones filogenéticas, biología molecular y usos de plantas y hongos. Se desarrollan proyectos relacionados con estudios de Sistemática o Taxonomía, pero los investigadores también participan en proyectos internacionales de diversa índole. Entre los proyectos departamentales vigentes se cuentan La Base de Datos del Herbario Nacional de México, La Colección de Tipos del Herbario Nacional, La Flora Mesoamericana y La Flora del Valle de Tehuacán-Cuicatlán.

La planta académica del Departamento de Botánica está formada por 25 investigadores y 22 técnicos académicos. Cada una de ellos desarrolla proyectos personales de investigación sobre plantas vasculares, briofitas, algas, líquenes y hongos. Existen programas importantes sobre plantas acuáticas, los relacionados con la colección de maderas (Xiloteca), la transformación de maderas por hongos y sobre micotoxinas.

El Departamento de Botánica comprende laboratorios como los de Briología, Fanerogamia, Fitopatología, Micología y el de Biología de la Madera. El Herbario Nacional engloba a las colecciones de plantas, líquenes, hongos, maderas, polen, frutos y semillas y una archivo fotográfico. Los resultados de las investigaciones se publican en monografías y publicaciones especiales del Instituto de Biología, en otras revistas nacionales e internacionales y en los Anales del Instituto de Biología – Serie Botánica. El personal ha descrito numerosas especies nuevas para la ciencia; contribuye significativamente a entender la biología de las plantas y es instrumento para el estudio de la biodiversidad y la conservación de recursos vegetales a nivel nacional.