湿原をはじめ、川や湖沼などの水湿地に生育している植物を中心にした植物園で、日本で初めての湿原植物園です。
園内には遊歩道が設けられ、低地から高山まで日本の各地に点在している湿地帯の植物200種をはじめ、草原や高原、高山の植物1100種、海外各国の貴重な山草など、1700種以上の湿原植物などが四季折々に花を咲かせています。
園路は、低地から高山へ、初期の湿原から発達した湿原へと順に見てまわれるようになっています。展示室では仙石原湿原の生い立ちや動植物などを、パネルや写真でわかりやすく説明しています。また食虫植物等をルーペで観察できるコーナーや、湿生花園の季節の花をビデオで紹介しています。休憩所やベンチ、売店や喫茶なども完備しています。
◇落葉広葉樹林の植物
コナラやケヤキなどの樹木林の木と、林内に咲く草花が集められています。早春の林にはカタクリ、ミスミソウ、夏にはササユリやヤマユリ、秋になるとホトトギス、ヤマトリカブトなどいろいろな花が咲きます。
◇ススキ草原の植物
ススキ草原やシバ草地に生える植物。スミレ、タンポポ、ナデシコ、オミナエシなど、幼い頃から親しんできた草花がいっぱいです。秋の七草が咲きそろう8月～9月が見ごろ。
◇低層湿原の植物
川や湖沼の周辺に見られる湿原の植物。川や湖のいろいろな養分を含む水で潤されている湿原を低層湿原といいます。4月のミズバショウ、5月のサクラソウ、クリンソウが華やかです。
◇ヌマガヤ草原の植物
尾瀬や霧が峰などに見られるニッコウキスゲの咲く湿原です。ヌマガヤが多いのでヌマガヤ草原と呼ばれ、低層湿原から高層湿原へと変化していく途中の湿原です。ニッコウキスゲやヒオウギアヤメなど大きな花が群れをなして咲く6月が見ごろです。
◇高山のお花畑
富士山、大雪山等に咲く日本の代表的な高山植物が集められています。海抜650ｍの仙石原ではクロユリ、ミヤマオダマキ、コマクサなどが高山よりも1～２ヶ月早い５～６月にかれんな花を咲かせます。
◇高層湿原の植物
尾瀬やサロベツ原野など高い山や寒冷地に発達するミズゴケ湿原をモデルにしています。強酸性で、養分の少ないこの湿原では、ヒメシャクナゲ、トキソウなど小さな植物が多く、またモウセンゴケなど食虫植物も見られます。
◇仙石原湿原の植物
箱根仙石原に見られる湿原植物が集められています。隣に広がる仙石原湿原は、低い山地に残されている貴重な湿原として、一部が国指定天然記念物（保護のため立入禁止）。6月下旬のノハナショウブを皮切りにミズチドリ、コバギボウシ、など9月までいろいろな花が湿原を彩ります。
◇湿生林の植物
ハンノキの林の中には、4月にミズバショウが一面に。夏にはハンカイソウ、サギソウ、キツリフネなど、秋にはコムラサキ、マユミの紫や赤い実が見られます。
季節の花
3･4月
ミズバショウ・カタクリ・イワウチワ・ミスミソウ・ザゼンソウ・エゾノリュウキンカ・ニリンソウ・マメザクラ・ヒトリシズカ 他90種
5月
カキツバタ・サクラソウ・イカリソウ・エビネ・クリンソウ・ヒメシャクナゲ・クロユリ・ヤマシャクヤク・ミヤマオダマキ・チョウジソウ 他120種
6月
ニッコウキスゲ・コマクサ・アサザ・トキソウ・コウホネ・ヒメサユリ・ヒオウギアヤメ・サンショウバラ・ハマナス・ヤマボウシ 他150種
7月
ノハナショウブ・エゾミソハギ・シモツケソウ・ヤナギラン・ヒツジグサ・タチギボウシ・クガイソウ・ミズチドリ・ハクサンフロウ 他120種
8月
サギソウ・コオニユリ・キキョウ・サワギキョウ・カワラナデシコ・ミソハギ・ヤマユリ・ハス・キツネノカミソリ 他100種
9月
ワレモコウ・オミナエシ・タムラソウ・マツムシソウ・ミズアオイ・エゾリンドウ・ツリフネソウ・ホトトギス・ヤマハギ 他100種
10･11月
リンドウ・ヤマトリカブト・ススキ・イトラッキュウ・リュウノウギク・ノコンギク・サラシナショウマ・カエデ類（紅葉）・コムラサキ（実） 他50種