科学研究是现代植物园的核心工作之一，秦岭国家植物园现主要研究方向包含植物分类、植物生理生态、环境保护及植物资源利用开发等方向。在研项目现有14项。以下重点项目介绍：
1.《本土植物全覆盖保护计划》项目
《本土植物全覆盖保护计划》是“中国植物园联盟建设”项目启动的重点课题之一，旨在通过课题的实施，探索我国植物物种保护的方法和有效途径，增强植物园保护本土植物资源的能力，以达到本土植物“零灭绝”的目的。
于2017年6月秦岭国家植物园承担该项目中子课题《西北—陕西本土植物清查与保护》，课题负责人为崔汛高级工程师，项目期限2年，总资金130万。
目前已完成陕西野生植物名录初定及濒危等级评估会。于十一月中旬开始野外调研，以县级为单位，对宝鸡市的陇县、千阳县和扶风县；安康市的岚皋县、镇平县、平利县、紫阳县的巴山区域进行了野外调研，观测到植物物种200余种，其中观测到珙桐、麦吊云杉等国家重点濒危保护植物。
2.《秦岭山地植物多样性研究》项目
《秦岭山地植物多样性研究》项目是通过对秦岭山地特有植物、生境局限性植物、濒危植物进行全面系统的野外调查和研究，搞清秦岭山地特有植物、生境局限性植物、濒危植物的种类、分布、生境、生存现状等，深刻认识秦岭植物多样性的特有性，生境的多样性、特殊性，以及植物多样性面临的威胁，解释秦岭山地植物多样性及其生境的特点，植物区系的性质、特点、起源；通过对其中的典型物种开展迁地保育实验研究，探索秦岭山地濒危及典型植物类群的迁地保护技术和保护措施；通过建立秦岭特有、生境局限性以及濒危植物多样性数据库，面向公众提供查询服务。为秦岭山地植物多样性的保护与管理提供依据。
项目于2015年1月启动，预计在2018年12月完成。项目负责人李思锋研究员，总资金172万。
目前，已基本完成全部野外调研工作，收集标本2000余份。
