표본은 해당 생물중에 대한 가장 사실적인 시간적, 공간적 기록으로서 관련분야 연구에 있어 필수 기본재료라 할수 있다.
이에 국립수목원 생물표본관은 이를 바탕으로 양질의 표본확보, 정확한 분류 동정을 통한 종 체계 확립, 표본의 이용도 제고와 완벽한 보존관리로 관련분야 연구발전에 기여하기 위하여 설립한 국내 최초의 전용 표본관으로 우리나라 자생식물종의 종자보존을 목표로 저온 저장고인 종자은행이 함께 설치되어있다.

표본실에는 식물표본을 비롯하여 곤충, 야생동물, 미생물 암석 및 화석 등 주요 산림생태계 내의 자원들에 대한 표본자료들이 골고루 갖추어져 있으며 특히 곤충표본은 국내 최고수준이다.

현재 소장표본수는 40만여점에 이르고 있으며, 향후 20년 이내에 60만여점의 표본수집을 목표로 하고 있다.