განყოფილების სამეცნიერო საქმიანობის მთავარი ამოცანა საქართველოს ფლორის სისტემატიკური და ბოტანიკურ-გეოგრაფიული შესწავლაა. ცნებაში, „საქართველოს ფლორა“, ყოველთვის არ იგულისხმება ქვეყნის ტერიტორიაზე გავრცელებული ყველა მცენარეული სახეობის ერთობლიობა, არამედ, ევოლუციურად ყველაზე განვითარებული მცენარეული ორგანიზმების, ამ შემთხვევაში, ე.წ. ჭურჭლოვანი (ვასკულარული) მცენარეების (მაგ. ფარულ და შიშველთესლოვნების, გვიმრანაირების და ა.შ.) ერთობლიობა.
„. . . მცენარეთა შესახებ საკმაოდ ვრცელი ტერმინოლოგიისა და კლასიფიკაციის გარდა, მცენარეთმცოდნეობის ჩანასახიც ყოფილა საქართველოში უძველეს ხანებში“ (ი. ჯავახიშვილი. საქართველოს ეკონომიკური ისტორია, წიგნი პირველი. ტფილისი, 1930).
ანტიკური ხანის ავტორების, ქსენოფონტეს (ძვ. წ. VI-V სს.), ჰორაციუსის (ძვ. წ. I ს.), სტრაბონის (ძვ. წ. I ს.-ახ. წ. I ს.) თხზულებებში და ქართულ ხელნაწერ წყაროებში გაბნეულია ცნობები საქართველოს მცენარეთა მრავალფეროვნების შესახებ. ორიგინალურ თუ ნათარგმნ სამედიცინო წიგნებში აღწერილია მრავალი მცენარის სამკურნალო თვისებებიც.
ბოტანიკური ბაღების წინამორბედები დეკორატიული და სამკურნალო მცენარეთა სამეფო ბაღები იყო. ისტორიული წყაროების მიხედვით, ასეთი ბაღები გაშენებული ყოფილა IV ს.–ში ქალაქ მცხეთაში, იბერიის მეფის, მირიანის სასახლესთან. დოკუმენტურად დადასტურებულია სამეფო ბაღის არსებობა XVII ს. დასაწყისში, ქალაქ თბილისში, მდ. წავკისისწყლის ხეობის ქვემო ნაწილში.
XVIII ს.–ის გეოგრაფოსის, ვახუშტი ბაგრატიონის „ღეოღრაფიული აღწერა საქართველოსაში“ ბევრია ნათქვამი მაშინდელ საქართველოში გავრცელებული ველური და კულტურული მცენარეების შესახებ.
ამავე საუკუნის დასასრულს იწყება კავკასიის, კერძოდ კი საქართველოს მცენარეული სამყაროს შესწავლა ევროპელი ნატურალისტების მიერ. საქართველოში იმოგზაურეს და ბოტანიკური გამოკვლევები შეასრულეს ჟ. ტურნეფორმა, გ. შობერმა, ი. ჰ. ბუქსბაუმმა, ი. გულდენშტედმა, ს. გმელინმა, ფ. მარშალ ფონ ბიბერშტეინმა, ჰ. ჰ. სტევენმა, ა. ნორდმანმა, ფ. ი. რუპრეხტმა, რ. ე. ტრაუტფეტერმა და სხვებმა.
თბილისის ბოტანიკური ბაღისათვის ბოტანიკური ბაღის სტატუსის მინიჭებისა (1845 წ.) და თბილისში კავკასიის მუზეუმის დაარსების (1852 წ.) შემდეგ, საქართველოს დედაქალაქი კავკასიის ბოტანიკური შესწავლის ცენტრი გახდა. ამ დაწესებულებებში სხვადასხვა დროს მუშაობდნენ ცნობილი ბოტანიკოსები: გ. რადე, ი. მედვედევი, ნ. კუზნეცოვი, ვ. ლიპსკი, ნ. ალბოვი, ა. ფომინი, ნ. ბუში, ა. გროსჰეიმი, დ. სოსნოვსკი, ლ. კემულარია-ნათაძე, ზ. ყანჩაველი, ნ. კეცხოველი, ვ. მენაბდე და ა. მაყაშვილი.
პირველი ნაშრომი, რომელშიც კავკასიის ფლორის იმდროინდელი ცნობილი სახეობების აღწერაა მოცემული, ფ. მარშალ ფონ ბიბერშტეინს ეკუთვნის: მან შრომა, „Flora taurico-caucasica”, სამ ტომად გამოაქვეყნა (1808-1819 წწ.).
1933 წელს, თბილისი ბოტანიკური ბაღის განყოფილებებისა და ლაბორატორიების ბაზაზე, დაარსდა თბილისის ბოტანიკის ინსტიტუტი და დაიწყო საქართველოს მცენარეული სამყაროს გეგმაზომიერი გამოკვლევა.
ინსტიტუტი დაარსებისას, 1933–1952 წლებში, თბილისის ბოტანიკის ინსტიტუტის თანამშრომლებდა შექმნეს „საქართველოს ფლორის“ რვატომეული. ეს ფუნდამენტური ნაშრომი სრულიად შეესაბამებოდა მცენარეთა სისტემატიკისა და ფლორისტიკის იმდროინდელ სტანდარტებს.
70-იანი წლების დასაწყისიდან, მცენარეთა სისტემატიკისა და გეოგრაფიის განყოფილების თანამშრომლებმა მუშაობა დაიწყეს „საქართველოს ფლორის“ ახალ გამოცემაზე: 1971-2011 წლებში გამოქვეყნდა ამ გამოცემის 16 ტომი. გამოსაქვეყნებლად მომზადებულია ბოლო, XVII ტომის ძირითადი ნაწილიც.
„საქართველოს ფლორაში“ აღწერილია საქართველოს ჭურჭლოვანი მცენარეების– ფარულ და შიშველთესლოვნებისა და გვიმრანაირების – 4000-ზე მეტი სახეობა, დადგენილია სახეობათა არეალები, დახასიათებულია ჰაბიტატები და შეფასებულია იშვიათი და გადაშენების პირას მისული სახეობების სასიცოცხლო მდგომარეობა ბუნების დაცვის საერთაშორისო კავშირის (IUCN) კატეგორიებისა და კრიტერიუმების შესაბამისად. ასევე, ნაშრომში მოცემულია ცნობები სახეობათა პალინომორფოლოგიური ნიშნებისა და ქრომოსომული რიცხვების შესახებ. „საქართველოს ფლორა“ არის ფუნდამენტი და მეცნიერული საფუძველი საქართველოს ბუნებრივი მცენარეული რესურსების დაცვისა და გამოყენებისთვის.
სხვადასხვა დროს გამოქვეყნებულია „საქართველოს მცენარეთა სარკვევის“ ორტომეული, საქართველოს სხვადასხვა მხარის „ფლორის კონსპექტები“ და ფლორისტიკული ცნობარები. 2005 წელს გამოქვეყნდა „საქართველოს ვასკულარული მცენარეების ნომენკლატურული ნუსხა (ავტორი: რ. გაგნიძე).
ამ პერიოდში, მცენარეთა სისტემატიკისა და გეოგრაფიის განყოფილების თანამშრომელთა ჯგუფის მიერ, აღმოჩენილია ახალი გვარები და სახეობები საქართველოს ფლორისათვის, შეცვლილია ზოგიერთი სახეობის ტაქსონომიური სტატუსი და ნომენკლატურა, დაზუსტებულია სახეობათა არეალები. ეს ცვლილებები ასახულია საქართველოს ვასკულარული მცენარეების ახალ ნუსხაში, რომელის გამოქვეყნებაც უახლოეს მომავალში იგეგმება.
ინსტიტუტის მუშაობა ითვლის არაერთ მონოგრაფიასაც კავკასიის ფლორის გვარების ტაქსონომიისა და ნომენკლატურის შესახებ: Heracleum, Symphytum, Medicago, Cirsium, Gladiolus, Sempervivum, Onobrichis, ქვეტრიბი Koelerinae, ოჯახი Caryophylaceae, რიგი Ranales. ასევე, შესრულებულია გამოკვლევები კავკასიის ფლოროგენეზის, საქართველოს ფლორის ენდემიზმის, მაღალმთის ჰოლოცენური ფლორისტიკული კომპლექსების ისტორიის შესახებ. დამუშავებულია კავკასიის ბოტანიკურ-გეოგრაფიული დარაიონების პრინციპები, შედგენილია საქართველოს ბოტანიკურ-გეოგრაფიული რაიონების რუკა, გაკეთებულია კავკასიონისა და ევრაზიის სხვა მთიანი სისტემების ფლორის შედარებითი ანალიზი და სხვ.
1982 წ. შეიქმნა საქართველოს წითელი წიგნი, რომელშიც შესულია საქართველოს ფლორის იშვიათი და გადაშენების პირას მისული სახეობები. ამ ნაშრომის შექმნაში დიდი წვლილი შეიტანეს მცენარეთა სისტემატიკისა და გეოგრაფიის განყოფილების თანამშრომლებმა. 2013 წ. გამოქვეყნდა წიგნი: Red list fo the endemic plants of the Caucasus (Armenia, Azerbaijan, Georgia, Iran, Russia, and Turkey). წიგნი გამოსცა მისურის ბოტანიკური ბაღის გამომცემლობამ IUCN-ის ეგიდით. ავტორები არიან სომხეთის, აზერბაიჯანის, საქართველოს, ირანის, რუსეთის, თურქეთისა და აშშ-ს ბოტანიკოსები. წიგნში შეტანილი მცენარეები შეფასებულია IUCN კატეგორიებისა და კრიტერიუმების სისტემით. საქართველოს ენდემები განაწილებულია შემდეგნაირად:
EW (ველურ ბუნებაში გადაშენებული) -3 სახეობა, CE (კრიტიკულ საფრთხეში მყოფი) – 6 სახეობა, En (საფრთხეში მყოფი) – 21 სახეობა, Vu (მოწყვლადი) – 80 სახეობა, NT (საფრთხეში მყოფთან მიახლოვებული) – 31 სახეობა, LC (დაცვას არ საჭიროებს) – 17 სახეობა, DD (არასაკმარისი მონაცემების მქონე) – 117 სახეობა.
2018 წ. მცენარეთა სისტემატიკისა და გეოგრაფიის განყოფილების სამეცნიერო საქმიანობის მთავარი ამოცანებია:
- „საქართველოს ფლორის“ XVII ტომის გამოსაქვეყნებლად მომზადება;
- „რაჭა-ლეჩხუმის ფლორის კონსპექტის“ შედგენა;
- დაკვირვებები სამხრეთ საქართველოს ფლორის იშვიათი და გადაშენების/სერიოზული გენეტიკური ეროზიის საფრთხის წინაშე მდგომი სახეობების პოპულაციათა სასიცოცხლო მდგომარეობის შეფასების მიზნით;
- ზოგიერთი ინვაზიური მცენარის პოპულაციების მონიტორინგი.
