Таллиннский ботанический сад является академическим учреждением, одним из центров охраны биоразнообразия, где задокументированные коллекции растений сохраняются в целях научно-исследовательской деятельности, охраны природы и образования, а также в качестве экспонатов. Коллекции растений в ботаническом саду помогают не только сохранять редкие и исчезающие виды, но и изучать возможности для экологичного восстановления популяций редких видов растений. Ботанический сад собирает и распространяет информацию о многообразии царства растений. Помимо расширения коллекций и научной работы в области ботаники и садоводства, Таллиннский ботанический сад также ведет масштабную образовательную деятельность в области охраны природы и повышает уровень осведомленности людей о царстве растений – его многообразии, эволюции, экологии и значении.

В ботаническом саду работает «школа природы», в которой разработаны программы образования в области охраны природы для учеников различных возрастов в соответствии с государственной учебной программой, и кружок «Looduslaps» («Дитя природы») для учеников I-VI классов.