Botanická zahrada je domovem Pfizer Plant Research Laboratory, vybudované za finanční podpory vlády státu New York a Národního úřadu pro oceán a atmosféru (NOAA) a pojmenované po největším soukromém dárci, je novou významnou výzkumnou institucí v zahradě, která byla otevřena v roce 2006.

Laboratoř je čistě výzkumnou institucí, jejíž projekty jsou rozmanitější než výzkum prováděný na univerzitách a ve farmaceutických společnostech. Těžiště výzkumu laboratoře je zaměřeno na rostlinný genom, na studium fungování genů ve vývoji rostlin. Vědci doufají, že se jim podaří odpovědět na otázku Darwinovy „ohavné“ záhady: kdy, kde a proč se objevily kvetoucí rostliny.

Výzkum laboratoře také podporuje obor molekulární systematiky, tedy studium DNA jako důkazu, který může odhalit evoluční historii a příbuzenské vztahy rostlinných druhů. Vědecký personál se také zabývá využíváním rostlin v komunitách přistěhovalců v New Yorku a genetickými mechanismy, jimiž se v některých rostlinách vytvářejí neurotoxiny, které mohou souviset s neuropatiemi u lidí.

Laboratoř tvoří tým 200 profesionálních výzkumníků a 42 doktorandů z celého světa.

Od roku 1890 podnikli vědci z newyorské botanické zahrady přibližně 2 000 průzkumných misí po celém světě, aby sbírali rostliny ve volné přírodě.

V laboratoři biochemie rostlin se z rostlin extrahují biochemické sloučeniny, aby se vytvořila knihovna DNA světových rostlin, která se uchovává v oddělení pro ukládání DNA s 20 mrazáky, v nichž jsou uloženy vzorky milionů exemplářů včetně druhů, které jsou vzácné, ohrožené nebo ve volné přírodě vyhynulé. Na jejich ochranu při případných zimních výpadcích proudu je k dispozici 300kilowattový záložní elektrický generátor.