Der Bestand des Forstbotanischen Gartens Tharandt umfasst derzeit 3015 Gehölzsippen aus 182 Pflanzenfamilien (Stand 10.01.2007). Der Forstgarten hat damit eine der größten Sammlungen winterharter Gehölze Europas. Zudem ist der Forstgarten das älteste Arboretum der Welt, so dass sowohl das Alter als auch die Dimensionen einiger kultivierter Gehölze aus der Gründungszeit von außergewöhnlichem wissenschaftlichem und kulturellem Wert sind.
Aus diesem großen Bestand sind insbesondere die Sammlungen der Aceraceae, Fagaceae und Pinaceae sowie die der Gattung Sorbus hervorzuheben. Sie stellen deutschlandweit die umfassendsten Sammlungen dieser Familien bzw. der Gattung dar und sind daher auch im ersten Verzeichnis bedeutender Lebendsammlungen in Deutschland, Österreich und der Schweiz aufgenommen worden. Des Weiteren werden auch in Sachsen seltene und bedrohte Pflanzenarten kultiviert und vermehrt. Dieses Pflanzenmaterial stammt von natürlichen Standorten im Erzgebirge und im Vogtland und stellt somit einen hohen Wert hinsichtlich der Erhaltung der biologischen Vielfalt dar.
Die für wissenschaftliche Pflanzensammlungen außerordentlich wichtige Dokumentation des Bestandes erfolgt im Forstbotanischen Garten Tharandt mit Hilfe eines im Rahmen einer Dissertation selbst entwickelten geografischen Informationssystems,ArborView 2000 . Dieses verknüpft die gesammelten Daten zur Taxonomie und Herkunft der Pflanzen sowie deren Dimensionen und Phänologie mit Kartendarstellungen des Gartens. So kann jede einzelne der über 15.000 Pflanzen jederzeit leicht im Garten aufgefunden werden. Dies ist insbesondere bei Besuchen und Anfragen von Wissenschaftlerkollegen aus dem In- und Ausland sowie für Internet-Recherchen von unschätzbarem Wert. Die Qualität dieses Informationssystems wird auch dadurch bestätigt, dass andere Botanische Gärten das System übernommen haben.
