თბილისის ბოტანიკური ბაღის ბიბლიოთეკა ბოტანიკის ინსტიტუტს 1933 წელს, ამ უკანასკნელის დაარსებისთანავე, გადაეცა. მაშინ ბიბლიოთეკაში 30 000-მდე სამეცნიერო წიგნი და ჟურნალი იყო.
ამჟამად ბოტანიკის ინსტიტუტის ბიბლიოთეკაში ინახება 200 000-მდე წიგნი, ჟურნალი, სამეცნიერო–კვლევითი ნაშრომი და ანგარიში ბოტანიკის, გეოგრაფიის, გეოლოგიის, ნიადაგმცოდნეობის, მეტყევეობის, სოფლის მეურნეობის და სხვა მომიჯნავე დარგების შესახებ. ცალკეა გამოჩენილი ბოტანიკოსების – კავკასიის მცენარეთა მრავალფეროვნების მკვლევარების ა. გროსჰეიმის, ნ. ბუშისა და დ. სოსნოვსკის კუთვნილი ბიბლიოთეკები. ასევე, გვაქვს კერძო პირებისაგან შესყიდული ნაჩუქარი ბიბლიოთეკები.
ბოტანიკის ინსტიტუტს სამეცნიერო ურთიერთობა აქვს მსოფლიოს სხვადასხვა სახელმწიფოს ბოტანიკურ და ბუნებისდაცვით დაწესებულებებთან. უცხოელი კოლეგების კეთილი ნების წყალობით, ინსტიტუტი იღებს ევროპის ქვეყნების, აშშ-ისა და კანადის ბოტანიკურ გამოცემებს.