Den botaniske have er hjemsted for Pfizer Plant Research Laboratory, der er bygget med finansiering fra den nationale regering, staten New York og National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og opkaldt efter sin største private donor, og er en ny stor forskningsinstitution i haven, som åbnede i 2006.

Laboratoriet er en ren forskningsinstitution med mere forskelligartede projekter end den forskning, der udføres på universiteter og i medicinalvirksomheder. Hovedvægten af laboratoriets forskning er fokuseret på plantegenomet og på studiet af, hvordan generne fungerer i planters udvikling. Forskere håber at kunne besvare Darwins “afskyelige” mysterium: hvornår, hvor og hvorfor blomstrende planter opstod.

Laboratoriets forskning fremmer også disciplinen molekylær systematik, som er studiet af DNA som bevismateriale, der kan afsløre plantearternes udviklingshistorie og relationer. Det videnskabelige personale undersøger også brugen af planter i indvandrersamfund i New York City og de genetiske mekanismer, hvormed der produceres neurotoksiner i nogle planter, som kan være forbundet med neuropatier hos mennesker.

Laboratoriet består af et hold på 200 professionelle forskere og 42 ph.d.-studerende fra hele verden.

Siden 1890 har forskere fra New York Botanical Garden foretaget omkring 2.000 opdagelsesrejser rundt om i verden for at indsamle planter i naturen.

I laboratoriet for plantebiokemi udvindes biokemiske forbindelser fra planter for at skabe et DNA-bibliotek af verdens planter og opbevares i en DNA-opbevaringsafdeling med 20 frysere, der indeholder prøver af millioner af eksemplarer, herunder sjældne, truede eller uddøde arter i naturen. For at beskytte dem i tilfælde af eventuelle strømafbrydelser om vinteren er der en nødgenerator på 300 kilowatt.