Tallinna botaanikaaed on akadeemiline institutsioon – üks elurikkuse kaitse keskusi, kus säilitatakse dokumenteeritud taimekollektsioone teadusliku uurimistöö, loodushoiu, eksponeerimise ja hariduslikel eesmärkidel. Botaanikaaia taimekogudes säilitatakse haruldasi ja hävimisohus liike, uuritakse haruldaste taimeliikide populatsioonide ökoloogilise taastamise võimalusi. Tallinna botaanikaaias kogutakse ja levitatakse teadmisi taimeriigi mitmekesisuse kohta. Kõrvuti kollektsioonide arendamise ja botaanilise ning aiandusliku teadustööga tehakse Tallinna botaanikaaias ka laiaulatuslikku loodusharidustööd ja edendatakse inimeste arusaamist taimeriigist – selle mitmekesisusest, evolutsioonist, ökoloogiast ja tähtsusest.