物种保育是植物园承载的重要功能之一。植物的引种、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3,100种。此后，经过二十余年的努力，仙湖在引种保育方面，成效显著，保育物种达12,204种和品种（数据来自2021年版植物名录），建成各类植物专类园和保育基地25个。其中苏铁类先后收集了240余种，成为世界保育苏铁类最多的植物园之一；蕨类约1,000种，超过国产种类的三分之一，成为大陆保育种类最多的蕨类基地。此外，我园在木兰科、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、天南星科等类群的收集保育上，均处于国内先进水平。
我们的物种收集和保育工作遵循气候相似和生态相似的原则，结合植物园进行的研究工作，立足华南，面向中国热带、亚热带及周边地区，采取野外引种、种质资源交流等方式进行，力争使仙湖植物园在物种保育方面成为华南乃至中国重要的植物资源收集、展示和推广的应用基地。
