物种保育是植物园承载的重要功能之一。活植物的收集、编目、物候观测、数字化及网络化管理是保育工作的主要内容。仙湖植物园从建园起,一直重视相关工作,并在1998年出版了《深圳仙湖植物园植物名录》,收录引种植物约3100个分类群(含种下等级和品种,下同)。此后,经过近三十年的努力,仙湖在引种保育方面成效显著:2021年出版了新版的植物名录《深圳市中国科学院仙湖植物园植物名录》,收录物种12204个分类群;到2025年底,保育物种增加至13116个分类群。建成各类植物专类园和保育基地24个:其中苏铁类先后收集了240余种,是世界上收集和保育苏铁类最多的植物园之一;蕨类植物收集超过1300种,约占全世界蕨类植物种类数量的10%,是我国保育蕨类种类最多的机构。此外,仙湖植物园在木兰科、苦苣苔科、球兰属、秋海棠科、鸡蛋花属、棕榈科、簕杜鹃属、苔藓植物、爵床科、芦荟、水生植物、天南星科、药用植物等类群的收集保育上,均处于国内先进水平。

仙湖苏铁 Cycas szechuanensis

粤紫萁 Osmunda mildei

世植含笑 Michelia 'IBC2017'

爪哇白发藓 Leucobryum javense

兴义石蝴蝶 Petrocosmea xingyiensis

盾叶秋海棠 Begonia peltatifolia

土沉香 Aquilaria sinensis

假槟榔 Archontophoenix alexandrae

鞭花球兰 Hoya flagellata

紫纹兜兰 Paphiopedilum purpuratum

簕杜鹃 Bougainvillea 'Imperial Delight'

黄姜花 Hedychium flavum

花烛 Anthurium sp.

空气凤梨 Tillandsia sp.

白环猪笼草 Nepenthes albomarginata

益智 Alpinia oxyphylla

春毛老鼠簕 Acanthus polystachyus