Оранжерейний комплекс Національного ботанічного саду вражає своїми експозиціями та колекціями екзотичних тропічних і субтропічних рослин. Загальна площа комплексу перевищує 2000 квадратних метрів. Особливістю є експозиція азалій та камелій, яка займає друге місце в Європі за різноманітністю видів і сортів — тут представлено 30 сортів азалії та 15 сортів камелії, серед яких особливо виділяються сорти індійської азалії, унікальні для України.

У «Орхідаріумі» можна побачити близько 80 видів орхідей, що походять з Південно-Східної Азії, Південної і Центральної Америки, Африки та Австралії. Експозиція тропічних і субтропічних плодових рослин включає цитрусові, фейхоа, манго, інжир, хурму та гранат, багато з яких вирощуються вже понад 50 років.

Також варто згадати про колекцію кактусів, що нараховує 50 видів. Різноманіття екзотичних рослин в Оранжерейному комплексі занурює відвідувачів у атмосферу справжнього тропічного лісу..