Byla založena za účelem soustřeďování a uchovávání sbírek rostlin, jejich dokumentace a studia, s důrazem na využití jednotlivých druhů v sadovnické a krajinářské tvorbě. Svou činností v oblasti taxonomie, ochrany rostlin, vzdělávání a osvěty naplňuje poslání klasické botanické zahrady, které navíc rozšiřuje ještě o výzkumné aktivity v širší sféře tvorby životního prostředí.
Základ dnešní podoby zahrady vznikl zásluhou mimořádného úsilí řady pracovníků výzkumného ústavu v polovině sedmdesátých let 20. století, kdy zdejší plochy začaly opět sloužit jako experimentální pracoviště sadovnického a krajinářského výzkumu.
Uspořádání Dendrologické zahrady a zdejších sbírek reagovalo na tehdejší potřeby studia a uchovávání genofondů okrasných rostlin, pokusnictví a ověřování nových technologií zakládání výsadeb. Největší rozvoj zahrady probíhal v druhé polovině osmdesátých let.
V roce 1991 byl areál otevřen veřejnosti, a to i díky pochopení majitelů pozemků, na kterých se část zahrady nachází. Zpřístupnění zahrady vyvolalo potřebu rozšíření nabídky vzdělávacích a osvětových aktivit pro návštěvníky.
Dendrologická zahrada navazuje na odkaz hraběte Arnošta Emanuela Silva Taroucy, zakladatele průhonického parku a prvního prezidenta Dendrologické společnosti pro podporu nauky o dřevinách a zahradního umění v Rakousku-Uhersku, resp. Československé dendrologické společnosti, čímž se hlásí k více než stoleté tradici.
Dendrologická zahrada se rozkládá na ploše 72,8 hektarů a soustřeďuje téměř 10 000 taxonů rostlin. Ke zdejším nejvýznamnějším sbírkám se řadí kolekce rododendronů, okrasných jabloní, šeříků a tavolníků, které jsou nejbohatší v Česku. Pěstuje se zde jedinečný soubor pnoucích, sadových a starých odrůd růží. Početné jsou rovněž sbírky borovic a smrků. Výsadby dřevin doprovázejí plošné výsadby trvalek a cibulovin.