国立自然科学博物馆植物园，为国立自然科学博物馆附属的植物园区，成立于1999年。拥有台湾最大的热带雨林温室与温室前的巨大珠光凤蝶模型，是植物园的两大地标。

1999年7月23日，台中市政府将科博馆后方的54号公园预定地，交由科博馆规划建设成植物园。由热带雨林温室（含亚马逊河河鱼馆）、北、中、南部低海拔区、季风雨林区、隆起珊瑚礁区、藤蔓区、多肉植物区、兰屿区、海岸林区、台东苏铁区等十个主题所组成的园区。