Té origen en la creació, el 1882, del Museu de Ciències Naturals i d'Arqueologia a partir de les col·leccions de Francesc Martorell i Peña (1812-1878).
Després de successives ampliacions, el 1934 es creà l'Institut Botànic. Acabada l'Exposició Internacional de Barcelona de 1929 es van començar els treballs de construcció d'un Jardí Botànic a la muntanya de Montjuïc. El 1940 es va traslladar l'Institut Botànic a un pavelló proper al Jardí.
L'any 1998 es va signar un conveni segons el qual l'Institut Botànic passà a ser centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i l'Ajuntament de Barcelona. El CSIC ha construït un altre edifici, dins del nou Jardí Botànic, que alberga tant la recerca puntera en el seu camp com les col·leccions Salvador: la biblioteca, l'herbari i les col·leccions d'història natural que es remunten al segle XVII.