Der Botanische Garten und das Botanische Museum Berlin-Dahlem gehören als eine einheitliche Forschungs- und Bildungsstätte eng zusammen. Beide stellen nach dem Umfang der Anlagen und des Personals sowie der von hier herausgegebenen Veröffentlichungen die größte und bedeutendste deutsche Forschungseinrichtung für systematische Botanik (auch Taxonomie der Pflanzen genannt) dar.
Die biologische Systematik hat als primäre Aufgabe das Beschreiben, Benennen und Ordnen der Organismen, sie befasst sich außerdem mit der Erforschung verwandtschaftlicher Zusammenhänge. Selbst die elementaren Aufgaben der systematischen Forschung sind noch längst nicht erfüllt. Nach neueren Schätzungen steht den rund anderthalb Millionen bekannter, d.h. beschriebener und benannter Tier- und Pflanzenarten eine Gesamtzahl von 5-10 Millionen Arten lebender Organismen gegenüber! Viele dieser Arten werden vernichtet sein, bevor sie der Mensch überhaupt zur Kenntnis nehmen konnte.
Sammlungen gepresster und getrockneter Pflanzen (Herbarien), andere wissenschaftliche Sammlungen (Nasspräparate-, Frucht- und Samen- sowie Holzsammlungen) und eine große Fachbibliothek bilden die unentbehrliche Grundlage eines botanisch-systematischen Forschungsinstituts.
Die wissenschaftlichen Sammlungen des BGBM umfassen zur Zeit rund 3 Millionen Objekte (nachdem 1943 ca. 4 Mio. Herbarexemplare nach einem Luftangriff vernichtet wurden). Es sind alle Pflanzengruppen vertreten: Algen, Pilze, Flechten, Moose, Farne und Blütenpflanzen.
Für die Erforschung der gewaltigen Artenvielfalt der Pflanzenwelt braucht man auch eine moderne technische Ausrüstung: Laboratorien für anatomische Untersuchungen sowie für Studien an DNA, Chromosomen, Pollenkörnern, chemischen Inhaltsstoffen usw.
Die Forschungsarbeit konzentriert sich neben der Bearbeitung bestimmter Verwandtschaftskreise von Pflanzengruppen, auch auf die Erarbeitung von Florenwerken sowie auf europäische und internationale Projekte.
Der BGBM war und ist außerdem stark an Arbeiten im Bereich der Nomenklatur - d.h. der Aufstellung von Regeln zur korrekten wissenschaftlichen Benennung der Organismen - beteiligt. U.a. wird der Internationale Code der Botanischen Nomenklatur, dem weltweit gefolgt wird, in Berlin herausgegeben. Erwähnenswert sind auch das Engagement des BGBM im botanischen Artenschutz sowie Forschungen im Bereich der Datenstrukturaufklärung. Ausdruck dieser vielfältigen wissenschaftlichen Arbeit sind die zahlreichen Veröffentlichungen von Büchern und Artikeln in Fachzeitschriften, sowie die Herausgabe der Fachzeitschriften: Willdenowia und Englera. Ausserdem sind mehrere Wissenschaftler teilweise federführend in mehreren internationalen Gesellschaften und Organisationen (IOSEB, OPTIMA, IOPI, IAPT und weitere).