上海植物园的展出、游览区域约60万平方米。展出区域没有照搬一般植物园通常的分区方法，既宣传植物的科学知识，又展现多彩多姿的园林风貌。园内分植物进化、环境保护、人工生态、绿化示范等4个展出区和黄道婆庙游览区，各区下又分若干小区。各小区以专类植物为主景，配以园林建筑小品，形成不同意境的园林景观和植物季相特色的山水园。 植物进化区位于园中部，面积32.2万平方米，占全园展出区域的62%。区的北、西、南三面环河，区中曲水萦回，聚于中央而成水生植物池，环池四周有蕨类园、松柏园、木兰园、牡丹园、杜鹃园、蔷薇园、槭树园、桂花园、竹园。区内地形起伏，亭廊台榭与花丛草地交相辉映。
植物楼
植物楼位于园中部南侧，处于全园的中心点，东有干道直通东南园门。楼系两层现代展览馆，混合结构，面积4420平方米。
该楼的一楼设置“生命的起源”和“植物的进化”两个展馆，以模型景箱、标本图片展示生命的起源，和植物从无到有、从低等到高等的进化过程。二楼设科普报告厅和植物展览大厅。植物楼的北侧和西侧由香樟、龙柏、银杏、桂花树等高大乔木组成绿色屏障。南侧庭园中央有一水池，太湖石驳岸，池周围黄馨低垂。东南通过临水平台隔湖与环境保护植物区相望。
水生植物池
水生植物池位于植物进化区中央偏西南，面积7080平方米。池西岸有座双坡面敞廊式水榭，钢筋混凝土结构，面积105平方米。池内植睡莲、荷花、芡实、花叶水葱等水生植物。
蕨类园
蕨类园位于水生植物池东侧，占地1.2万平方米。园内有座双层顶伞形荫棚，钢筋混凝土结构，面积430平方米。园中种植铁线蕨、凤尾蕨、鳞毛蕨、贯众、海金沙等10种蕨类植物。

松柏园
松柏园位于水生植物池东北部，占地8.3万平方米。园内丘陵起伏，群植雪松、白皮松、龙柏、中山柏、罗汉松、香榧、水杉、墨西哥落羽杉、池杉、日本柳杉等54种裸子植物。
木兰园
木兰园位于松柏园与水生植物池之间，占地1.5万平方米。园内有只仿玉兰花型的圆亭，钢筋混凝土结构，面积28.2平方米www.rixia.cc。园中种植白玉兰、二乔木兰、广玉兰、黄山木兰、天目木兰、鹅掌楸、乐昌含笑等36种木兰科植物。
牡丹园
牡丹园位于水生植物池北，占地3.6万平方米。园内建牡丹亭、牡丹厅和长廊，均系仿明清建筑，砖木结构，面积分别为16、54、72.5平方米。
园内种植着牡丹150个品种和芍药近万株，其中有被誉为牡丹中的花王姚黄、花后魏紫，以及枣红色的首案红、青白色的昆山夜光、肉红色的胡红，还有紫乔、洛阳红、大棕紫、玉楼春、乌龙卧墨池、晨玉、紫斑等精品。每年四五月间，牡丹、芍药争先怒放，满园姹lutTAPkN紫嫣红，成为沪上赏牡丹的最好去处。园内还配植香樟、月桂、杜英、紫椴、杜仲、红果榆、枫香等86种乔灌木。
杜鹃园
杜鹃园位于水生植物池西北，占地3.4万平方米。园内植春鹃、夏鹃、毛白杜鹃、西洋鹃、云锦杜鹃等各种杜鹃5000多株。园南有座钢筋混凝土廊架，面积75.4平方米，廊侧植猕猴桃2种7株。园西北是片柿林。北部主要种植秤锤树、野茉莉、小叶白辛树、赛山梅、垂珠花等野茉莉科植物。
蔷薇园
蔷薇园位于水生植物池南侧，占地3.4万平方米。园内有钢筋混凝土结构的廊式蔷薇棚架一座，面积166.3平方米。园中植垂丝海棠、樱花、梅花、桃花、棠梨、山楂、紫荆、合欢等97种蔷薇科、豆科植物，仅月季就有150个品种近万株。除了隆冬，园中花开不绝。
槭树园
槭树园位于水生植物池西，占地5万平方米。园东有一个面积1480平方米的水池，池周围铺设1300平方米的草坪。池北侧的红云亭为砖木结构，四角高翘，青瓦攒尖顶，面积12.25平方米。
园内以槭树科植物为主，共有160多种植物。红云亭北山坡植山茱萸科植物，春日绿树白花，一片清香。园西紫薇区种植紫薇、浙江紫薇、石榴、栾树、无患子等乔灌木。园东南为占地460平方米的葡萄区，植葡萄、刺葡萄、雀梅藤、南蛇藤等以藤本为主的植物。园东、南部占地1万平方米的红枫区，植红枫、羽毛枫、樟叶槭、中华槭、罗浮槭，并配植黄栌、火炬树、乌桕等色叶树，深秋层林尽染，令人赏心悦目。
桂花园
桂花园位于蔷薇园南，占地1.9万平方米。园内有座菊艺廊，混合结构，面积112平方米。园中种植者桂花、女贞、光缘苦枥木、白腊树、丁香、金银木、木绣球、荚蒾、锦带花等86种植物。
竹园
竹园位于桂花园东，占地3.2万平方米。园内有座仿傣家的竹楼架于溪水之上，为钢管仿竹结构，面积64平方米。园中种植着孝顺竹、刚竹、早园竹、鸟哺鸡竹、金镶玉竹、紫竹等85种竹类。 人工生态区坐落于上海植物园的东南部，占地11.6万平方米。区内地势平坦，园中两条东西向的主干道日夏养花网横贯了南北面。
草药园
草药园位于人工生态区东南，占地2万平方米。四周有围栏，园门西向，门内为钢筋混凝土的李时珍塑像，高2.5米，基座高0.65米。
园东有高4米的黄石假山与砂积石假山各一座，占地分别为800平方米和200平方米。园西建面积20平方米的竹亭和面积55.29平方米的竹制棚架。园西北有一座面积98平方米的砖木结构温室，用于培育不耐寒的药用植物。园内有一面积840平方米的水池，池内种植水生药用植物。全园共植草药600多种。
盆景园
盆景园位于人工生态区西北部，占地4.1万平方米，由序景、树桩盆景、山石盆景和服务等四个区组成。园内有竹亭、竹廊、树皮亭、柴门、藤架和青瓦粉墙的展室，构成江南庭院式园林。
序景区里的盆景博物馆第一馆为砖木结构，面积115平方米；第二馆为混合结构，面积374平方米。两馆均系江南民居式建筑，馆中陈列中国盆景发展的史料，重点介绍海派盆景资料。区内展出“迎客松”、“松鹤延年”、“枯木逢春”等巨型盆景。
树桩盆景区中有一条曲曲折折的混合结构游廊，总面积为563平方米。游廊将全区分割成多个小院，院中陈列各式树桩盆景千余盆。游廊两面空敞，下置围栏，各院落有相对的两门可出入。雨天或烈日当空时，游客在廊中就可以观赏到两旁院落中的盆景。区内的劲松院的松柏类盆景有五针松、罗汉松、黑松、真柏、桧柏、金钱松、矮紫杉等树种，苍松翠柏、古朴素雅。花果院的花果类盆景有梅、榆、紫藤、海棠、石榴、红枫、火棘、胡颓子、腊梅等树种。小型、微型盆景展览原来是在一座名四景轩的仿明清建筑内。轩为混合结构，面积322平方米。轩中陈列的都是在数寸方圆的小盆中栽种的各种小树桩，远望犹如掌上之物，近观却有旷野林木之姿。1995年移小、微型盆景于展览温室内。温室为八角形，混合结构，面积443平方米。
山石盆景区的水石盆景馆系仿明清建筑，混合结构，面积449平方米。入口处有长达7米的以斧劈石制成的桂林山水盆景，气势雄伟。馆内陈列以斧劈石、英石、石笋、钟乳石、太湖石、浮石、砂积石、海母石、芦管石等各种石料制成的水石盆景共28盆，把各种山川奇景尽收于咫尺之间。
兰室
兰室位于盆景园南侧，原占地4500平方米。2000年兰室经扩建后占地11150平方米，是一座具有中国古典园林风格的大型赏兰、养兰场所。
扩建后的兰室分为三个区域，分别为盆栽式展示区、自然式展示区、庭院式展示区，还设立了兰花展览温室营造了兰花原始生态环境，以及赏兰、咏兰、宣讲养兰技术的活动场所，使兰室同时具有兰花展览和普及兰文化的多种功能，使中国的兰花进一步得到人们的熟悉和赞扬。
老一辈无产阶级革命家朱德委员长生前专门为兰室题写了室名，并向植物园赠送了朱氏新梅、虎头兰等22盆兰花。兰室还收藏了著名爱国将领张学良将军和日本友好人士赠送的一大批名兰，共计300多个品种。
展览温室
展览温室位于盆景园东侧，草药园西侧。展览温室为大空间多斜面的塔形建筑，建筑面积5000平方米，高32米。温室的室内布置设计热带雨林和室内花园两大主题，展示世界各地热带植物3500余种。 环境保护区位于上海植物园中部南面，占地3.07万平方米。区内种植对有害气体的抗性植物，包括能吸收有害气体的夹竹桃、臭椿、罗汉松、女贞、香樟、大叶黄杨、广玉兰、桑、构树等植物，以及能指示某种有害气体污染程度的雪松、金丝桃、酢浆草、桃等植物。
区内建混合结构环保宣传廊，面积144平方米。本区主要是宣传发展绿化、保护环境的知识，向工矿企业推荐适用的环保树种。
黄石假山
黄石假山位于植物园东南部，占地392平方米，高7.5米，全部用黄石堆叠而成。山前为通向一号门的主干道，干道两侧种植高大挺拔的广玉兰行道树，气势雄伟。山后干道以人字形分成南北两条深入园的腹部。 绿化示范位于上海植物园东北部，占地4.44万平方米。区内设有垂直绿化、绿篱、草花、地被、草坪和屋顶绿化等示范小区，种植的大多是从外地或国外引种的新种类，配以廊、榭、棚架等园林建筑小品，景色优美。
垂直绿化小区
垂直绿化小区位于绿化示范区东北部，占地540平方米。为表现垂直绿化的形式与效果，小区内有3组园林http://www.rixia.cc建筑。
临水处建绿萝榭，双层，混合结构，面积70.3平方米。混合结构的屏风式篱架，一列长52.5米，高2.5米；另一列长20米，高3米。钢筋混凝日夏养花网土结构的人字形廊式棚架，面积415平方米，廊内设坐椅。在这些建筑上攀援着猕猴桃、常绿油麻藤、广东蛇葡萄、鸡血藤、异叶爬山虎、山荞麦、美洲南蛇藤等30余种藤本植物。
绿篱小区
绿篱小区位于绿化示范区东南部，占地2000平方米。区内种植椤木、金叶女贞、红花继木、厚皮香等新型绿篱材料及定型植物。
草花小区
草花小区位于绿化示范区南部西侧和北部东侧，占地1160平方米。区内植角堇、球根鸢尾等一二年生和多年生宿根、球根花卉。
地被植物小区
地被植物小区位于绿化示范区南部东侧，占地920平方米。区内种植荷兰菊、钓钟柳、大滨菊、大花萱草、鸢尾、金鸡菊、花叶蔓长春花、品种美人蕉、过路黄等多种地被植物，绿叶葱葱，色彩艳丽。
草坪小区
草坪小区位于绿化示范区北部，占地3400平方米。主草坪为矮生多年生百慕大和黑麦草混播。种植细叶结缕草、马尼拉草、海滨雀稗、钝叶草等草坪植物，宛如一片绿茵地毯。
屋顶绿化小区
屋顶绿化小区位于绿化示范区中部南侧，占地212平方米。种植矮锦带花、六月雪、紫叶小檗、小叶扶芳藤、花叶玉簪、金钱蒲等10多种宜于屋顶绿化的植物。 黄道婆庙游览区位于绿化示范区以北的园东北部，由黄母祠、陈列馆及展廊、游憩区三个部分组成，占地4200平方米。

黄母祠
黄母祠位于游览区中部，始建年代有两说：一说为元代；另一说为明万历年间（1573～1619年）龙华里人张之象建，清雍正八年（1730年）重建。此后，在光绪二十八年（1902年）及1957年两次重修，在“文化大革命”中损毁殆尽，1991年又重建。现为六架梁五开间，歇山顶、砖木结构，面积84平方米。祠堂正中有尊玻璃钢的黄母半身塑像，高1米，基座高1米，神态庄重。祠内陈列黄道婆生平事迹。
陈列馆及展廊
陈列馆及展廊位于黄母祠北侧，五开间悬山顶的陈列馆与三曲展廊连成一体，均系砖木结构，面积分别为87和123平方米。馆内陈列中国棉纺织生产发展的历史资料。
游憩区
游憩区位于游览区西南部，占地2700平方米。中央为莲花池，面积150平方米，池内植荷花。池西浮雕墙长14.2米，宽3.6米，底座高1米，墙上砖雕图案为古代植棉、脱棉籽、纺纱、织布等纺织工艺流程。池南的上智舫三面临水，砖木结构，面积27.7平方米。区内主要种植银杏、桂花、腊梅、红枫、青枫、桑树、枫香、结香、杜鹃、十大功劳、刚竹等乔灌木。