Στον Βοτανικό Κήπο που ιδρύθηκε το 1964 –ενώ η δημιουργία του ξεκίνησε το 1947-, είχαν συγκεντρωθεί αρχικά 200 είδη φυτών από τη Νότια και την Κεντρική Ελλάδα, τα νησιά του Αιγαίου και την Κρήτη. Αργότερα, σε συνεργασία με επιστήμονες με εξειδίκευση στη Συστηματική Βοτανική, έγινε η αναγνώριση των φιλοξενούμενων ειδών και οργανώθηκε η διαδικασία τεκμηρίωσης των φυτικών συλλογών. Σήμερα, ο Κήπος έχει έκταση 8.000μ2 και φιλοξενεί 560 είδη (taxa). Στο χώρο αυτό αντιπροσωπεύονται 74 οικογένειες, 78 ενδημικά φυτά της Ελλάδας και 196 αυτοφυή στον Υμηττό.
Ο Βοτανικός Κήπος της Φιλοδασικής παρουσιάζει αντιπροσωπευτική χλωρίδα των μεσογειακών οικοσυστημάτων: υπάρχει πλούσια μακία βλάστηση, αποτελούμενη από μεγάλους θάμνους και ορισμένα κωνοφόρα, κατά πλειονότητα αειθαλή. Εξίσου κυρίαρχο στοιχείο του Κήπου αποτελούν τα φρύγανα, αυτοί οι τόσο χαρακτηριστικοί ξηροφυτικοί θάμνοι του μεσογειακού τοπίου. Σε ορισμένα σημεία όπου το έδαφος μοιάζει άγονο, ευδοκιμεί μια πολυάριθμη και ποικίλη χλωρίδα από πολυετή, ετήσια και βολβώδη φυτά, που δίνουν μια σύντομη αλλά εντυπωσιακή ανθοφορία, κυρίως την άνοιξη. Σε σημεία όπου
το έδαφος είναι πιο πλούσιο και υγρό, όπως εκείνα πλάι στο ρυάκι που διασχίζει τον κήπο, αναπτύσσονται είδη από βορειότερες περιοχές ενώ στις τεχνητές λιμνούλες έχουν φυτευτεί πολλά υδροχαρή φυτά.
Τα φυτά τοποθετούνται στον κήπο ανάλογα με τις φυσικές τους απαιτήσεις, ως προς το έδαφος, το φωτισμό και τον προσανατολισμό: τα χασμόφυτα ανάμεσα σε βράχια, τα φρύγανα σε φτωχά, πετρώδη, ηλιόλουστα σημεία, τα πιο ορεινά είδη και τα φυτά των λιβαδιών σε πιο γόνιμες και ποτιζόμενες θέσεις, τα φυτά του ορεινού δάσους σε σκιερές και δροσερές τοποθεσίες. Όποτε είναι δυνατόν, και κυρίως για λόγους σύγκρισης, τα είδη ενός γένους ομαδοποιούνται, όπως π.χ. οι διγιταλίδες, οι παιώνιες ή οι κενταύριες.
Ο Βοτανικός Κήπος της Φιλοδασικής είναι μέλος της Botanic Garden Conservation International (BGCI), του μεγαλύτερου φορέα προστασίας της χλωρίδας στον Κόσμο με μέλη σε 180 χώρες, και ιδρυτικό μέλος του Δικτύου Ελληνικών Βοτανικών Κήπων, εθνικού φορέα που δραστηριοποιείται από το 2007.
