Botanické vzorky existovaly již při založení vlastního muzea. Nejstarší zápisy v inventáři jsou ještě staršího data než vlastní ustanovení tehdejšího Františkova muzea (4. srpna 1813). V současné době se počet sbírkových položek pohybuje okolo milionu. To staví herbář Moravského zemského muzea na třetí místo mezi botanickými institucemi v České republice. Obsahuje nejen sušené lisované cévnaté rostliny, ale také houby, lišejníky a mechorosty. Mezi vystavenými exponáty uvidíte nejen staré herbářové položky, ale také unikátní dřevěné modely hub a Mattioliho bylinář. K botanickému oddělení patří oblíbená houbařská poradna. Důležitou náplní činnosti botanického oddělení je také vědecká práce, přednášková činnost a popularizace botaniky a mykologie.