In der Nordwestecke des Großen Gartens, in unmittelbarer Nähe zur gläsernen VW-Manufaktur, liegt der Botanische Garten der Technischen Universität Dresden. Auf einer Fläche von 3,25 Hektar können die Besucher hier Pflanzen aus rund 10.000 verschiedenen Arten bewundern. In drei Schaugewächshäusern und einer großen Freifläche entführt der Botanische Garten seine Gäste auf eine Reise zu den unterschiedlichsten Klimazonen der Erde und stellt ihnen die zugehörige Flora vor. Aber auch Zeugen längst vergangener Zeiten sind auf dem Areal zu finden: Vor dem Tropenhaus sind fossile Baumstubben und Pflanzen aus der Tertiärflora zu sehen.