В целях быстрого обогащения отечественного сельскохозяйственного производства новыми растениями, основателями Сада были установлены прочные деловые и научные связи с ведущими ботаническими учреждениями Европы, Азии и Америки, что позволило собрать уникальные коллекции видов, сортов и форм различных культур. Никитский ботанический сад  является родоначальником таких новых отраслей народного хозяйства, как южное декоративное садоводство, южное и субтропическое плодоводство, виноградарство, эфирномасличное растениеводство и табаководство.

Никитский ботанический сад в Крыму является единственным в нашей стране хранилищем видового и сортового разнообразия южных плодовых культур, включающего более одиннадцати тысяч сортов персика и абрикоса, алычи и инжира, граната и маслины, зизифуса и черешни, а также и хурмы. В Саду собраны уникальные коллекции декоративных древесных и травянистых растений, цветочных и ароматических культур.

Всемирную известность принес Саду его уникальный арборетум (дендрарий), являющийся визитной карточкой ботанической науки России для многих миллионов отечественных и зарубежных туристов, специалистов и ученых-растениеводов. На площади около 40 гектар сосредоточены коллекции древесных растений мировой флоры. Арборетум Никитского ботанического сада всегда был и остается объектом первостепенного сохранения.