西北农林科技大学植物博物馆在西北农林科技大学西北植物研究所标本馆基础上而建的。该标本馆始建于1936年，珍藏有自上世纪二十年代以来采自我国西北、华北、西南等地的植物标本约55万余份，是我国目前馆藏量最为丰富的植物标本馆之一，也是我国西北地区收集最全、规模最大、建馆历史最为悠久的植物标本馆。该标本馆的馆藏标本不仅是植物种类异常丰富，涵盖了从地衣、苔藓、蕨类、裸子植物到被子植物的所有类群，而且采集地点遍布全国，尤其是秦岭和黄土高原的植物标本最为详尽，其丰富程度和现有的珍藏价值在国内外享有盛誉，还藏有植物模式标本300余份，植物照片三万余张。该标本馆先后出版和参与编写了《中国植物志》、《秦岭植物志》、《黄土高原植物志》、《Flora of China》、《中国滩羊区植物志》、《华北植物区系地理》等植物学专著，在秦岭地区和黄土高原地区乃至西北地区植物学研究中占据着重要地位。
植物博物馆分为展览、收藏、科学研究等三部分。
1. 展览部分：是目前我国西北地区展览面积最大、展览档次最高、融知识性、趣味性于一体的植物学科普基地。它由室内展厅和温室两部分组成，建筑总面积约2000m²，是目前我国西北地区最大的植物科学博览馆之一。其中，室内展厅约有1200m²，分为植物的奥秘、植物与环境、植物多样性、植物与人类等4个展厅，系统地展示了一个充满奇闻妙趣的植物世界。而温室约有800m²，重点向观众展示植物界的主要类群和各种趣味植物，揭示植物的多样性和观赏性及其与人类生存和发展的关系。此外，在室外还栽植着来源于世界各地的数百种花草树木，其中有不少为珍稀濒危的国家重点保护野生植物。
2. 收藏部分：收藏国内外各类植物标本约55万号，收藏量位居全国高校之首。其中有种子植物标本约50万份，蕨类植物标本约2万份，苔藓植物标本约2万份，地衣植物标本约1万份。
3. 研究部分：包括西北农林科技大学标本馆（WUK）及植物分类研究室，主要的研究方向有：a、经典分类研究：包括植物资源的调查采集、重要类群的识别区分、专科专属的分类及其系统发育研究等；b、物种生物学研究：对一些具有重大应用前景的类群，如小麦族、苜蓿属、栎属等，探究其下各类群的种间亲缘关系及其进化过程；c、虚拟植物标本馆及标本馆信息化建设：包括植物标本信息数据库及其共享平台的建立、标本信息管理系统的开发、虚拟标本馆的设计与展示等。并有植物解剖实验室、植物显微摄影室、植物标本制作间及植物分类专业图书资料室、西北农林科技大学植物标本馆网站等附属机构作为技术支撑。
植物博物馆
室内植物温室
室内植物温室