仙湖植物园是一个年轻的植物园，就象所有的植物园一样，仙湖植物园的主要科研活动是进行各类植物的调查、收集、分析。经过多年的努力，仙湖植物园已经建成各种规模的专类园区十六个，比较出色的有苏铁园、棕榈园、木兰园、沙漠植物区、荫生植物区等； 并出版了《中国苏铁》、《深圳园林植物》、《深圳古树名木》等专著。
　　仙湖植物园已成为深圳市的植物学科研究基地，为深圳市的建设和发展提供植物科学的理论和技术支持，相关的研究课题有："珍稀濒特植物在城市绿地系统中的应用"、"深圳市园林绿化树种调查与评估"、“深圳市城市绿地系统的成分分析和生态效应评价”等。仙湖植物园开展的科研活动已经在深圳的园林事业发展中发挥了重要作用。
    仙湖植物园在广泛的植物科学领域开展研究活动，相关的研究实验室有生物化学实验室、植物组织培养实验室、植物保护实验室、种子实验室、解剖实验室、以及正在建设的园林植物生理栽培实验室。
　　深圳仙湖植物园已成为中国植物科学研究的一个重要基地。仙湖植物园与中科院植物研究共同主持编辑《中国高等植物》、《植物分类学报》。《中国植物志》和《Flora of China》的部分章节由深圳仙湖植物园的有关专家编著。