За более чем 80-летний период развития Института ботаники, известного как широкопрофильный научный центр, изучающий мир растений Азербайджана, были опубликованы тысячи работ по региональной флоре, обнаружен ряд ноходок в отношении семейств, родов и видов, изменена номенклатура некоторых таксонов, выявлен их видовой состав и новые ареалы распространения. Кроме того, были проведены исследования растительного покрова, отдельных формаций растений, изучена интродукция полезных растений и их адаптация к климату. Позже наряду с этими направлениями были разработаны теоретические основы рационального использования растительности, а также значительно развитыэкспериментальные направления ботаники, в частности, такие области науки, как физиология растений, биохимия, биофизика, молекулярная биология, генная инженерия, биоинформатика и др. Новый этап развития института начался одновременно с социально-политическими изменениями, которые Азербайджан осуществил после обретения независимости в 1991 году.

Разнообразие флоры Азербайджана чрезвычайно богато, здесь произрастает около 5000 видов высших растений, описание которых продолжается до сих пор. Изучение биоразнообразия и его происхождения, сохранение природы и ее ресурсов - одно из важных направлений деятельности института. Интенсивная деятельность института в этом направлении, начатая с 2000 годов, направлена на изучение разнообразия местной и кавказской флоры, анализ эндемичных и редких видов растений, оценку их статуса в соответствии с современными категориями и критериями и их охрану. В этом отношении очень важны исследования, проводимые в последние годы в рамках меморандумов и соглашений, подписанных сотрудниками Института ботаники с различными ведущими научными организациями мира. В последние годы мониторинг редких и исчезающих видов проводится на основе категорий и критериев, принятых Международным союзом охраны природы (МСОП), и их статус сохранения оценен на современном уровне. В 2013 году сотрудники Института стали составителями второго издания Красной книги Азербайджана, включающего 300 редких и исчезающих видов растений и грибов. Также ученые Института ботаники являются авторами систематической монографии «Красный список эндемичных растений Кавказа», опубликованной на английском языке в США в 2014 году.

С 1998 г. Институт ботаники в соответствии с современными международными стандартами принимает участие в ряде научных програм: «Сохранение биоразнообразия кавказских эндемичных видов растений» Ботанического сада Миссури в 2006-2009 гг., «Инициатива  по сохранению разнообразия растений на Кавказе» Ботанического сада и Ботанического музея Берлина (BGBM) 2009 – 2019 гг. «Коллекция диких растений Кавказа» банка семян тысячелетия Королевского ботанического сада, Кью, с 2012 года по настоящее время , Глобальной инициативе по растениям (GPI, США) (2013-2015). В результате этой успешной деятельности была значительно обновлена инфраструктура Института, обновлен Гербарный Фонд, самый значительный на Кавказе, и внедряются современные направления ботанической науки. В результате этого сотрудничества появилась возможность обучения молодых специалистов в новых направлениям ботаники, таких как молекулярная систематика и филогениярастений, фитосоциология экосистем и др., в Институте создан инновационный ботанический музей и банк семян редких растений, оцифрованы редкие образцы гербарного фонда, осуществляется перевод их в европейскую базу данных. В Институте также функционируют  база данных, которая содержит информацию о 1650 видах лекарственных растений , произрастающих в Азербайджане, а также база популяций редких и эндемичных видов растений.

С 2014 года Институт ботаники участвует в международном проекте « World Flora Online», посвященном «Электронному флористическому списку известных видов растений», организованном Ботаническим садом Миссури (США). Также было подписано соглашение между Институтом и Фондом Эндрю У.Меллона (США). Информация о типовых образцах около 230 видов растений, описанных с территории Азербайджана для науки, впервые была включена в базу данных GPI. В Институте успешно работают группы «Инновационные технологии» и «Информатика биоразнообразия», состоящие из молодых специалистов.

Исследования биоразнообразия и достижения Института в этой области стали активно развиваться наряду с интеграцией ученых в мировую ботаническую науку и расширением международных научных связей.

За последние десятилетия учеными института изучено современное состояние растительности на северо-востоке Большого Кавказа и северо-западе Малого Кавказа, в Кура-Аразской низменности, проведено геоботаническое описание растительности, подготовлены рекомендации по улучшению пастбищ и оценены экологические риски. Успешные результаты в этом направлении нашли отражение в многочисленных статьях, опубликованных в престижных изданиях как в республике, так и за рубежом (Kluver, Springer, Capital Publ. и др.). Заслуживает внимания монография «Этноботаника Кавказа» (2017), посвященная редким лекарственным и пищевым растениям, используемым местным населением во флоре Азербайджана с древних времен, а также опубликованная книга «Растения Большого Кавказа (Азербайджан)» (2019) для идентификации растений во время полевых исследований, иллюстрированная на азербайджанском и английском языках и первая книга «Сосудистые растения Азербайджана» (2019), содержащий современные номенклатурные названия нецветущих видов растений.

Определены физико-химические параметры ряда пищевых, лекарственных и красильных растений, в индивидуальном виде получены биологически активные вещества растительного происхождения, определены их химическая и пространственная структура, разработаны рекомендации по применению ряда новых для науки соединений. Получено около 100 авторских свидетельств и патентов, некоторые из которых используются в различных отраслях промышленности, таких как фармацевтическая, парфюмерная и красильная.

В области экспериментальной ботаники были проведены обширные исследования по выявлению и регулированию клеточных и молекулярных механизмов устойчивости растений к стрессу, изучению и отбору видов растений местной флоры, адаптированных к загрязненным почвам и механизмов накопления в них тяжелых металлах. Впервые на территории Азербайджана обнаружены виды полыни, способные накапливать большие количества тяжелых металлов, и предложено их использование в качестве биоиндикаторов загрязнения почвы и воздуха. Проведены обширные полевые эксперименты в рамках проекта Международного центра развития земледелия в аридных зонах (ICBA) «Повышение продовольственной безопасности на малопродуктивных почвах Средиземноморского и Каспийского бассейнов», отобраны новые сорта и внедрены в сельское хозяйство, проведены фитовосстановительные мероприятия для повышения плодородия засоленных и загрязнённых территорий.

В настоящее время исследования ведутся в следующих приоритетных направлениях: расширение молекулярных и филогенетических исследований; оценка индикаторов разнообразия растений, улучшение базы данных ГИС и картографических систем, разработка прогностических моделей; оценка текущего состояния популяций эндемичных, редких и исчезающих видов растений; изучение разнообразия инвазивных растений; создание базы данных экономически важных биологических ресурсов, проведение инновационных исследований, направленных на развитие высоких технологий; усиление исследований в области этноботаники; подъем исследований для улучшения экологической физиологии и продуктивности видов растений в контексте изменения климата; выявление основных ботанических направлений, методов разработки научных основ спутникового мониторинга и технологических усовершенствований; продолжение пополнения гербарной коллекции и базы данных, продвижение международного сотрудничество и онлайн-мероприятий по исследованию и сохранению биоразнообразие и экосистем.