在中国科学院和植物研究所的大力支持和知识创新体系的带动下，实验室对研究方向、研究组和支撑条件等方面进行了一系列调整，已形成集宏观与微观于一体，野外调查与实验研究相结合，利用化石、形态、细胞和分子等多学科证据进行综合研究，极富特色的系统与进化植物学研究基地，同时也是植物研究所最有基础、积累最多、最具优势和重点发展的学科之一。
目前实验室紧扣重要研究方向和内容，已有18个研究组和1个研究团队：
（一）植物分类与资源保护和利用
1) 孢子植物分类学研究组（组长：张宪春）
2) 种子植物分类学研究组（组长：张树仁）
3) 植物区系地理研究组（组长：金效华）
4) 植物大数据与生物多样性保护研究团队（组长：陈之端）
（二）植物系统发育和生物地理学
5) 植物演化生物学研究组（组长：王宇飞）
6) 植物系统发育重建研究组（组长：王伟）
7) 植物分子系统学与生物地理学研究组（组长：汪小全）
（三）适应性进化和保护遗传学
8) 居群生物学和进化生物学研究组（组长：葛颂）
9) 植物生态与进化基因组学研究组（组长：鲁迎青）
10) 进化基因组学与遗传学研究组（组长：郭亚龙）
11) 协同进化与生态适应研究组（组长：罗毅波）
（四）进化发育与基因组学
12) 植物系统发生与进化发育研究组（组长：王印政）
13) 功能进化发育生物学研究组（组长：贺超英）
14) 进化发育与调控基因组学研究组（组长：孔宏智）
15) 作物驯化生物学研究组（组长：桑涛）
16) 生物信息学和植物基因组进化研究组（组长：焦远年）
17) 基因组与分子进化研究组（组长：徐桂霞）
18) 植物登陆与早期演化研究组（组长：徐波）
19) 器官形态建成与进化研究组（组长：董阳）
