En el Jardín botánico se encuentra el «Pfizer Plant Research Laboratory» (Laboratorio Pfizer de Investigación Vegetal) construido con la financiación de la administración nacional, del estado de Nueva York y del «National Oceanic and Atmospheric Administration» (NOAA) (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica) y nombrado por su donante privado más grande, es una nueva institución de investigación muy importante en el jardín que se abrió en el 2006.

El laboratorio es una institución de investigación pura, con proyectos más diversificados que la investigación que se hace en universidades y compañías farmacéuticas. El énfasis de la investigación del laboratorio está enfocado en el genoma de la planta, el estudio de cómo los genes funcionan en el desarrollo de la planta. Los científicos esperan contestar a la pregunta del misterio «abominable» de Darwin; cuándo, dónde, y por qué emergieron las plantas de flor.

La investigación del laboratorio también fomenta la disciplina de la sistemática molecular, el estudio de la DNA como evidencia que pueda revelar la historia y las relaciones evolutivas de las especies de plantas. El personal científico también estudia el uso de las plantas en las comunidades inmigrantes en la ciudad de Nueva York y los mecanismos genéticos por los cuales las neurotoxinas se producen en algunas plantas, un trabajo que se puede relacionar con las neuropatías en seres humanos.

El laboratorio consta de un equipo de 200 investigadores profesionales y 42 estudiantes doctorales procedentes de todo el mundo.

Desde 1890, los científicos del jardín botánico de Nueva York han realizado unas 2.000 misiones exploratorias a través del planeta para recoger plantas en su medio silvestre.

En el laboratorio de bioquímica vegetal, se extraen los compuestos bioquímicos de las plantas, para crear una biblioteca de DNA de las plantas del mundo y se almacena en una sección de almacenaje de DNA, con 20 congeladores que albergan muestras de millones de especímenes que incluyen especies raras, en peligro o extintas en la naturaleza. Para protegerlos durante las posibles interrupciones de suministro de la energía en invierno, hay un generador eléctrico de reserva de 300 kilovatios.