物展览温室是植物园的亮点，有热带雨林展区、四季花园展区、沙漠植物展区、专类植物展区，四个展区分别展示了不同气候条件下典型的植物景观。北京植物园栽培的植物包括许多稀有物种。比如水杉1941年在湖北、四川第一次被中国科学家发现。由于水杉当时被认为已经在新生代第三纪就灭绝了，其活标本在中国的发现震动了植物学界。北京植物园中的其他植物包括能捕食昆虫的猪笼草，美国前总统尼克松赠送的美洲红杉，日本前首相田中角荣赠送的樱花，菲律宾前总统马科斯及夫人赠送的金蝶兰，斯里兰卡前总理西丽玛沃·班达拉奈克赠送的菩提树。