Der Botanische Garten beherbergt das Pfizer Plant Research Laboratory, das mit finanzieller Unterstützung der Bundesregierung, des Bundesstaates New York und der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) errichtet wurde und nach seinem größten privaten Spender benannt ist. Es handelt sich um eine wichtige neue Forschungseinrichtung im Garten, die 2006 eröffnet wurde.

Das Labor ist eine reine Forschungseinrichtung, deren Projekte breiter gefächert sind als die Forschung an Universitäten und in Pharmaunternehmen. Der Schwerpunkt der Forschung des Labors liegt auf dem Pflanzengenom und der Erforschung der Funktion von Genen in der Pflanzenentwicklung. Die Wissenschaftler hoffen, die Frage nach Darwins „abscheulichem“ Rätsel zu beantworten: wann, wo und warum blühende Pflanzen entstanden sind.

Die Forschung des Labors fördert auch die Disziplin der molekularen Systematik, die Untersuchung der DNA als Beweismittel, das die Evolutionsgeschichte und die Verwandtschaft von Pflanzenarten aufzeigen kann. Das wissenschaftliche Personal untersucht auch die Verwendung von Pflanzen in Einwanderergemeinschaften in New York City und die genetischen Mechanismen, durch die in einigen Pflanzen Neurotoxine produziert werden, die mit Neuropathien beim Menschen in Verbindung gebracht werden können.

Das Labor besteht aus einem Team von 200 professionellen Forschern und 42 Doktoranden aus der ganzen Welt.

Seit 1890 haben Wissenschaftler des New Yorker Botanischen Gartens rund 2.000 Erkundungsreisen in die ganze Welt unternommen, um Pflanzen in der freien Natur zu sammeln.

Im Labor für Pflanzenbiochemie werden biochemische Verbindungen aus Pflanzen extrahiert, um eine DNA-Bibliothek der Pflanzen der Welt zu erstellen und in einer DNA-Lagerabteilung mit 20 Gefrierschränken zu lagern, in denen Proben von Millionen von Exemplaren, darunter auch seltene, gefährdete oder ausgestorbene Arten in freier Wildbahn, aufbewahrt werden. Um sie bei möglichen Stromausfällen im Winter zu schützen, gibt es ein 300-Kilowatt-Notstromaggregat.