In de kassen van de Leidse Hortus worden duizenden planten gekweekt voor onderzoek, zoals tropische orchideeën, varens, de Zuurzakfamilie (Annonaceae), Maagdenpalmfamilie (Apocynaceae) en Bekerplantfamilie (Nepenthaceae en andere carnivore planten). Hieraan wordt door eigen onderzoekers en door collega’s van over de hele wereld gewerkt, om de diversiteit in kaart te brengen en om uiteindelijk tot een nog betere stamboom van het leven te komen. Dit gebeurt door middel van DNA-onderzoek, maar ook andere kenmerken worden bestudeerd, zowel de met het blote oog zichtbare als microscopische kenmerken. Dit onderzoek leidt ook tot betere inventarisaties en advies over natuurbehoud en -bescherming. In de tuin werkt de Hortus mee aan het kweken van in Nederland bedreigde planten samen met andere botanische tuinen in Nederland.