Národní sbírka rostlin je dokumentovaná sbírka určité skupiny rostlin, ať už se jedná o taxonomickou příbuznost (rod, čeleď), rostliny stejných morfologických či biochemických vlastností (sukulenty, léčivé rostliny) nebo rostliny mající určitou historii. V České republice doposud neexistoval systém národních sbírek, který byl vyhlášen až v roce 2023 Unií botanických zahrad České republiky. Botanická zahrada Teplice přihlásila dvě své sbírky, které v kontextu ostatních botanických zahrad považuje za významné.
Rod Anthurium (anturium, toulitka, Araceae) patří mezi významné skupiny rostlin pěstované v naší botanické zahradě. Založena byla Jiřím R. Haagerem v roce 2002, dnes čítá 250 druhů. Část rostlin je umístěna v tropickém skleníku, větší část sbírkových rostlin je umístěna v zázemí zahrady a je na vyžádání přístupná odborníkům. V minulosti se zdejší sbírkou zabýval přední odborník na áronovité rostliny – Thomas Bernard Croat z Missouri Botanical Garden. Významně spolupracujeme s pěstitelem Ladislavem Holým, od něhož pochází velká část zdejší sbírky.
Šest expedic pořádaných botanickou zahradou do Chile přineslo své ovoce v podobě rozsáhlých sbírek chilské flóry, kterou představujeme na několika místech zahrady – venkovní expozice (oblasti na sever od Santiaga de Chile, poušť Atacama, 60 druhů), subtropický skleník (Valdiviánský temperátní deštný les, 100 druhů) a skalničkový skleník (poušť Atacama a vlhčí horské oblasti Chile, 40 druhů). Základy chilské sbírky pocházejí ze založení botanické zahrady v roce 2002, stěžejní sběry přicházejí s rokem 2010. Dalších 100 druhů (zejména cibuloviny rodu Alstroemeria, Bomarea, Leucocoryne a Rhodophiala) je umístěno v zázemí zahrady. Zahrada spolupracovala na výzkumu chilské flóry s kurátorem muzea v Chicagu Michaelem O. Dillonem, v současnosti spolupracuje s herbářem v Concepcionu.
