В ботаническом саду ЧелГУ собраны коллекции живых растений из разных регионов России и мира, насчитывающие около 2500 таксонов, а также гербарий, ботаническая библиотека, музейные ботанические экспонаты. В коллекциях открытого грунта произрастает около 100 видов растений, внесённых в Красную книгу Челябинской области (2017) и Красную книгу РФ (2008), и около 20 видов, нуждающихся в особом внимании к их состоянию в природной среде (Приложение к Красной книге).
Коллекция защищенного грунта представлена тропическими и субтропическими растениями в количестве около 1000 таксонов. Гербарий ботанического сада, насчитывающий более 25 тысяч образцов, с 2006 г. имеет международный акроним — Index Herbariorum — CSUH (Herbarium, Botanic Garden, Chelyabinsk State University).Для сохранения, воспроизводства и обмена генетическими ресурсами с другими ботаническими учреждениями создан семенной банк, который ежегодно обновляется благодаря своевременному сбору семян из источников in situ и ex situ; с 2008 года издаётся его перечень (DELECTUS SEMINUM).
