「日光植物園」の通称で親しまれている当園は，東京大学大学院理学系研究科附属植物園（通称「小石川植物園」）の分園です。高山植物や寒冷地の植物の研究と教育を主な目的として，はじめ1902年（明治35年）に東照宮付近に開設され，1911年（明治44年）に現在地へ移転しました。その後，旧田母沢御用邸の一部や近接地が加えられ，現在の面積106,980m²（31,717坪）になりました。

園内には，日本の高山ならびに温帯から亜寒帯に生育する種類，およびそれらに関係の深い外国の種類が集められています。自生のものも含めると，シダ植物約130種，裸子植物約70種，被子植物約2,000種（双子葉類1,750種，単子葉類250種）が生育しています。木本では，特に，日本の温帯に種類の多いカエデ属，サクラ属，ツツジ属の植物が多数集められています。草本は，林内や林縁に植え込まれていますが，特殊な生育環境を必要とする種は，ロックガーデン（高山植物園），ボッグガーデン（湿原植物園）にて栽培されています。