สวนสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ฯ ประกอบด้วยความหลากหลายทางชีวภาพด้วยพรรณไม้นานาชนิด ไม่ว่าจะเป็น พรรณไม้ยืนต้น พรรณไม้ล้มลุก พรรณไม้ประดับ พรรณไม้น้ำ พรรณไม้ดอก พรรณไม้ใบ พรรณไม้สมุนไพร และอีกจำนวนมาก อาทิ มีสระน้ำรูปตัว S และ ส ซึ่งเป็นอักษรตัวแรก ในพระนามของสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ฯ ในภาษาอังกฤษและภาษาไทย มีลานบัวเป็นศูนย์กลาง ซึ่งประกอบไปด้วยบัวนับร้อยชนิด ทั้งบัวหลวง บัวสาย บัวผัน และบัวขนาดเล็กหรือบา และล้อมรอบไปด้วยสวนพฤกษศาสตร์ที่รวบรวมสายพันธุ์ต่าง ๆ ของพรรณไม้ที่มีหลากหลายหลายสปีชีส์ เช่น พรรณไม้เทิดพระเกียรติ ต้นไม้ทรงปลูก พรรณไม้ในสกุลลีลาวดี พรรณไม้วงศ์ชบาและสกุลชบา พรรณไม้ในวงศ์กล้วย ซึ่งมีกว่า 229 ชนิดในปัจจุบัน[2] นอกจากนี้ยังมีสระบัว และไม้มงคลพระราชทานพรรณไม้ประจำจังหวัด 76 จังหวัดตั้งแต่ปี ค.ศ. 2008[3] จนมีครบทั้ง 77 จังหวัด ตั้งแต่ กรุงเทพมหานคร จนถึงอำนาจเจริญ และยังมีสวนหิน สวนพรรณไม้วงศ์ปาล์ม ภายสวนยังเป็นที่ตั้งของพิพิธภัณฑ์เด็ก กรุงเทพมหานครอีกด้วย