Vuodesta 1773 Banks toimi epävirallisesti Kew Gardensin johtajana. Banks lähetti innokkaasti kasvitieteilijöitä eri puolille maailmaa, ja pääasiassa hänen toimeliaisuutensa ansiosta Kew Gardens'ista muodostui edelläkävijä eurooppalaisten kasvitieteellisten puutarhojen joukossa. Kuningas Yrjö III virallisti hänen asemansa Kew Gardensin johtajana lopulta vuonna 1797. Banks oli vastuussa muun muassa George Vancouverin tutkimusretkestä Pohjois-Amerikan luoteisrannikolle sekä William Bligh'n merimatkoista, joiden tavoitteena oli siirtää leipäpuu eteläiseltä Tyyneltämereltä Karibianmeren saarille. Kesken matkan Bligh'n aluksen HMS Bountyn miehistö nousi kuuluisaksi tulleeseen kapinaan ja hylkäsi kapteenin 17 miehen kanssa soutuveneeseen. Banks oli myös tärkeässä asemassa rahoittajana William Smithin vuosikymmeniä kestäneissä yrityksissä koota täydellinen Englannin geologinen kartta. Lisäksi hän valitsi Allan Cunninghamin löytöretkelle keräämään kasvinäytteitä Brasiliasta ja Koillis-Australiasta.