Институт ботаники, известный как научный центр широкого профиля, изучающий растительный мир в Азербайджанской Республике, был основан в 1932 году как ботанический сектор Азербайджанского отделения Закавказского филиала Академии наук СССР. С 1936 года этот сектор является Институтом ботаники при Азербайджанском филиале АН СССР.

С 1945 года функционирует как Институт ботаники Академии наук Азербайджана, а с 2001 года Институт ботаники Национальной Академии Наук Азербайджана. С 28 июля 2022 года передан в подчинение Министерству науки и образования Азербайджанской Республики, а с 4 апреля 2025 года Институт ботаники МНО АР продолжает свою деятельность в качестве юридического лица публичного права.

До 1999 г. при Институте ботаники функционировали Мардакянский дендрарий (ныне Институт дендрологии НАНА), до 2000 г. - отдел ботанического сада (ныне Центральный ботанический сад), до 2016 г. -отдел фундаментальных проблем биологических процессов (ныне Институт молекулярной биологии и биотехнологии НАНА).

Важную роль в становлении и развитии института сыграл первый директор, выдающийся ботаник, известный исследователь кавказской флоры, лауреат Государственной премии СССР, действительный член АН СССР А.А.Гроссгейм (1936-1947). После него Институт возглавляли академик М.Абуталыбов (1947-1950; 1962-1978), академик Г.А.Алиев (1950-1952); доктор биол. наук Ш.О.Бархалов (1952-1957),  академик В.Х.Тутаюк (1957-1962), академик У.К.Алекперов (1978-1988), академик В.Дж.Гаджиев (1988-2008), член-корреспондент НАНА С.Г.Мусаев (2008-2010), академик В.М. Ализаде (2011-2021). С 2021 года по настоящее время директором института является доктор биологических наук, профессор Сайяра Ибадуллаева.

Под руководством академика А.А. Гроссгейма, заложившего основы флористических и геоботанических исследований в стране, исследований по паспортизации зимних пастбищ, пустынь, полупустынь, а также летних пастбищ, лугов и растительных  ковров Большого и Малого Кавказа, в течение последующих лет были организованы многочисленные ботанические экспедиции во все регионы Азербайджана, проведены флористические исследования для выявления сырьевых ресурсов, проделана большая работа по оценке и защите продуктивности зимних и летних пастбищ и лесов, а также были опубликованы фундаментальные труды. Следует также отметить достижения Г.А.Алиева, Л.И.Прилипко, И.И.Карягина, Ю.М.Исаева, В.Х. Тутаюга, К.Ф.Ахундова, М.М.Абуталыбова, Дж.А.Алиева, И.С.Сафарова, А.Х.Халилова, Р.Ю.Рзазаде, Г.М.Кадирова, В.Дж.Гаджиева, Р.Г.Аскерова, С.Г.Мусаева, Н.М.Исмайлова и других известных ученых в области комплексного изучения высших растений.

Важную роль в изучении микологии сыграл академик В.И.Ульянищев, единственный в республике ученый, удостоенный Ленинской премии. Эта область получила дальнейшее развитие в трудах Т.М.Ахундова, Э.С.Гусейнова в 1985-1997 гг. С 1997 г. по настоящее время под руководством д.б.н. Д.Н.Агаевой, наряду с классическими морфологическими методами, в исследование грибов внедряются самые современные молекулярные и ультраструктурные подходы. Заслуживают внимания заслуги Ш.О.Бархалова, Н.И.Караевой по развитию исследований разнообразия низших растений, их экологии, распространения в разных регионах, а также альгологических исследований водорослей Каспийского моря.

Старейший и самый значительный гербарный фонд на Кавказе функционирует в Институте с момента создания с 1936 года. В настоящее время в богатой гербарной коллекции, насчитывающей 600 тысяч экземпляров Азербайджана и ряда стран, также хранится около 300 типовых растений, найденных впервые для науки на территории Азербайджана.

Начиная с 30-х и 40-х годов в области исследования растительных ресурсов Азербайджана ученые Института ботаники исследовали каучуконосные травянистые (Микаилов М.), эфиромасличные промышленного значения (Гурвич Н.Л.), витаминные (А.А. Гроссгейм, Ю.М.Исаев, Л.И.Прилипко, Д.А.Шутов) виды растений, а также запасы корня сладкой солодки, арундо и тростника (В.Дж.Гаджиев, Р.А.Алиев, А.И.Маилов).

Таким образом, было  изучено до 1000 лекарственных, более 1000 эфиромасличных, до 200 дубильных и до 500 -витамин содержащих видов растений флоры Азербайджана, разработана технология получения из них биологически активных веществ (Н.И.Исмайлов, Ф.Ю.Гасымов). В последние годы исследования направлены на индивидуальное выделение биологических активных веществ из ряда полезных  растений (пищевых и лекарственных) флоры Азербайджана, их идентификацию, фитохимию, возможности использования при создании новых лекарственных препаратов (Е.Н.Новрузов, С.В.Серкеров). Дана этноботаническая характеристика ряда пищевых и лекарственных растений, традиционно используемых народом в здоровом питании (С.Дж.Ибадуллаева), изучены ресурсы и впервые создана динамичная электронная база данных, лекарственных растений флоры Азербайджана охватывающая 1600 видов (Н.П.Мехтиева).

В истории института в фундаментальном развитии физиологии растений большую роль сыграл  акад. M.H.Абуталыбов. Впервые им был инициирован ряд направлений и созданы соответствующие лаборатории: минеральное питание растений (А.А.Марданов), водный режим (З.Гусейнов), рост и развитие растений (Р.Мехтизаде), устойчивость растений (С.А.Алекберов), устойчивость растений к засолению почвы (З.С.Азизбекова). Решение вопросов, связанных с физиологией растений, как веление времени нашло свое отражение в проводимых работах в области сельского хозяйства и растениеводства.

Таким образом, в Институте была заложена основа для развития  различных направлений экспериментальной ботаники. В 70-80-е годы биофизическое изучение фотосинтетических систем (д.б.н., проф. Р.А.Гасанов, д.б.н. И.М.Курбанова), изучение механизма транспорта ионов и органических веществ в искусственных  липидных мембранах в присутствии модификаторов проницаемости мембран (д.б.н., проф.Х.М.Касумов), физиологии корневого питания растений, а также  клеточных  и молекулярных механизмов регуляции ионного транспорта в корнях растений (д.б.н., проф.В.М.Али-заде).

В 1988 г. с включением отдела фундаментальных проблем биологической продуктивности в структуру Института под руководством известного ученого академика Дж.А.Алиева наступил новый этап в развитии Института ботаники. Современные достижения физиологии растений, биохимии, биофизики, молекулярной биологии и биоинформатики в Институте тесно связаны с его именем.

В 2001 году по инициативе акад. Дж.A.Алиева была подготовлена Национальная программа охраны генетических ресурсов растений Азербайджанской Республики. С 2006 года научные направления Института ботаники проводились в русле «Национальной стратегии и плана действий по охране и устойчивому использованию биологического разнообразия в Азербайджанской Республике». Ценный научный вклад Дж.А.Алиева и его школы отражен в многочисленных монографиях и статьях, не утративших своей актуальности и по сей день.

Под научным руководством академика была создана большая научная школа высококвалифицированных научных кадров. Достойный преемник академика, вице-президент НАНА, академик И.М.Гусейнова, члены-корреспонденты НАНА И.В.Азизов, Н.М.Гулиев, И.А.Шахмурадов, доктора биологических наук С.Ю.Сулейманов, Ю.М.Фейзиев, К.Г.Гасымов и другие проводят  комплексные исследования в новых областях науки, таких как молекулярная биология, генная инженерия, биоинформатика и т. д., результаты которых получили высокую оценку в международном научном сообществе. Сегодня исследователи этой школы, успешно работающие в ведущих мировых научных центрах и университетах, приносят славу азербайджанскому народу. С 2016 года этот отдел, преобразованный в Институт Молекулярной Биологии и Биотехнологии НАНА, успешно продолжает свою деятельность.

Наша природа чрезвычайно богата. После обретения Азербайджаном независимости государственная политика в области охраны окружающей среды и экологии начала формироваться в период руководства Общенационального лидера Гейдара Алиева. В настоящее время господин  президент  Ильхам Алиев уделяет особое внимание охране и эффективному использованию биоразнообразия растений в нашей стране. В 2013 году  вышло в свет II-e издание Красной книги Азербайджана, подготовленное сотрудниками Института ботаники (главный редактор Дж.А.Алиев). В настоящее время исследования в этой области успешно продолжаются.

В соответствии с Концепцией развития «Азербайджан 2020: взгляд в будущее», утвержденной Президентом Азербайджанской Республики в 2017 году, и «Национальной стратегией сохранения и устойчивого использования биологического разнообразия в Азербайджанской Республике на 2017-2020 годы» по инициативе академика В.М. Али-заде была усовершенствована структура Института ботаники, созданы новые отделы, лаборатории и секторы. с учетом применения современной модели управления и эффективной научной деятельности, а также тенденций, требований и вызовов мировой науки.

В рамках инновационных проектов с 1998 г. Институт ботаники участвует в ряде научных програм, направленных на изучение растительности Кавказа в соответствии с современными международными стандартами: «Сохранение биоразнообразия эндемичных видов растений Кавказа» Ботанического сада Миссури, США (2006-2009), «Инициатива по сохранению биоразнообразия растений Кавказа» Ботанического сада и Ботанического музея Берлина (BGBM) с 2009-2019 г., «Коллекция диких растений Азербайджана» Банка семян тысячелетия Королевских ботанических садов Кью, Англия с 2012 г. по настоящее время, и Глобальная инициатива по растениям (GPI, США) (2013-2015). В результате удалось изменить инфраструктуру самого значительного  на Кавказе Гербарного фонда Института, развить новые направления ботанической науки (молекулярная систематика и филогения растений, фитосоциология экосистем и др.), обучить молодых специалистов, создать инновационный ботанический музей и банк семян редких и эндемических  растений видов, стала возможной оцифровка уникальных образцов гербарного фонда, перенос их в европейскую базу данных и создание базы данных популяций редких видов растений. Таким образом, в институте усилена система информационного обеспечения науки, действует ряд локальных и международных виртуальных баз данных.

Результаты классических и экспериментальных ботанических исследований Института ботаники собраны в многотомных «Научных трудах Института ботаники НАНА», издаваемых с 1936 года. В соответствии с современными вызовами, начиная с 2018 года, журнал издается на английском языке под названием «Plant and Fungal Research” ( Исследования растений и грибов) (ISSN 2617-8001)). Институт также издает «Азербайджанский ботанический журнал» Азербайджанского общества ботаников, а также научно-популярный бюллетень «Мир ботаники», посвященный научной деятельности и жизни коллектива института.

Департамент образования института успешно осуществляет педагогическую деятельность в докторантуре и магистратуре по подготовке нового поколения высококвалифицированной молодежи на основе согласованных с наукой и практикой учебно-практических занятий под руководством ученых.