Гербарии всего мира ведут активную научно-исследовательскую работу в области ботаники и биоразнообразия в целом.
Серьезные исследования в области географии растений, флористики, систематики и морфологии невозможны без изучения гербарных коллекций. Кроме того, многие крупные Гербарии имеют собственное или закрепленное за ними оборудование, лаборатории, системы обработки информации и современное оборудование для исследований на молекулярном и генетическом уровнях и т. д. Но, несомненно, особое внимание в Гербариях уделяется систематике и таксономии растений. В связи с этим в Гербариях готовят и публикуют работы по этим важным направлениям ботанической науки, представляющие несомненную важность для изучения и сохранения биоразнообразия. Кроме того, на базе многих Гербариев обучают будущих специалистов систематиков и флористов из других стран.
Хотя не все Гербарии вузов имеют возможность проводить специальные научные исследования из-за отсутствия штата научных сотрудников или оборудования, но все они могут внести свой вклад в развитие науки, предоставляя исследователям свободный доступ к своим коллекциям и имеющемуся оборудованию. Опыт показывает, что даже в небольших гербарных коллекциях находятся весьма интересные для специалистов материалы научного, исторического и регионального значения.
На базе ряда наиболее крупных и известных вузовских Гербариев, таких как Гербарий Московского государственного университета (МГУ), Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), Томского государственного университета (ТГУ), наиболее обеспеченных квалифицированными кадрами, проводятся исследования мирового уровня по эволюционной морфологии, систематике, флористике, ботанической географии, экологии растений и т. п..
Сотрудники Гербариев периодически публикуют различные монографии, сборники материалов конференций и научно-популярные издания, а также большое количество научных статей, тезисов докладов и научно-популярных статей. Так, с использованием материалов Гербариев за последние годы опубликованы такие крупные издания, как «Флора средней полосы европейской части России» П. Ф. Маевского, «Иллюстрированный определитель растений Средней России» (3 тома), «Зонтичные (Umbeliferae) Киргизии», «Проблемы изучения адвентивной и синантропной флоры в регионах СНГ» и др.
Гербарий им. П. Н. Крылова при Томском университете (ТК) широко используется как для сугубо научных, так и для учебных целей и научно-просветительской, природоохранной деятельности. При нем
созданы: учебный отдел Гербария и тематическая коллекция по хозяйственному значению — лекарственные, кормовые, а также коллекция редких, нуждающихся в охране видов на территории Сибири. В то же время сотрудники Гербария приняли активное участие в работе над многотомным изданием «Флоры Сибири», ими опубликован каталог типов, регулярно выпускается журнал «Систематические заметки по материалам Гербария им. П. Н. Крылова при Томском государственном университете» и т. п.
На базе СПбГУ (LECB) проводится активная работа по изучению флоры Северо-Востока и Северо-Запада России, а также по разбору и изучению именных коллекций Бонгарда и Линдемана, в которых было выявлено около 500 типовых образцов, включая уникальные изотипы и синтипы К. Вильденова с оригинальными этикетками и др.
В Гербарии СПбГЛТА (KFTA) также ведется активная работа с гербарными коллекциями, включая выявление типовых образцов, хранящихся здесь. В настоящее время стартовал проект по типификации Дендрологического гербария Э. Л. Вольфа, в результате чего уже выявлено около 250 автентичных образцов (голотипов, изотипов и синтипов), что поставило Гербарий KFTA в ряд важнейших вузовских Гербариев России после МГУ (2500), СПбГУ (500) и ТГУ (270). В ходе проекта планируется визуализация выявленных типовых образцов Э. Л. Вольфа (т. е. включение изображений типовых образцов и их этикеток в компьютерную базу данных СПбГЛТА с выходом в Интернет), что значительно расширит доступность этих образцов для ученых разных стран.
Это лишь малая толика примеров научной работы Гербариев. Тесная связь с университетами и, следовательно, дополнительные возможности исследовательской работы позволяют Гербариям вузов осуществлять широкий спектр работ по следующим направлениям: систематика и таксономия растений, флористика, генетика, молекулярная генетика, экология, сохранение экосистем, экология городских условий, экспедиционные исследования, биология и контроль агрессивных видов, информационные системы и технологии. Необходимо учитывать, что в коллекциях гербариев содержится значительное число уникальных образцов, включая ценнейшие исторические коллекции (например, образцы К. Линнея в МГУ, К. Вильденова в СПбГУ, Э. Вольфа в СПбГЛТА и мн. др.).
Научные исследования в Гербариях, так же как и в ботанических садах, способствуют подготовке специалистов высокой квалификации. В результате научно-исследовательской работы сотрудники ботанических садов, преподаватели повышают свой профессиональный уровень, что может на определенном этапе выражаться в подготовке кандидатских и докторских диссертаций.