La collezione conta circa 9000 esemplari di piante provenienti dalla Sardegna, dal Sarawak e dal Madagascar, più un compendio di piante medicinali. La maggior parte della raccolta è stata organizzata e arricchita a partire dal 1876, anno della prima catalogazione a opera del professor Maurizio Reviglio. Altre personalità importanti che contribuirono a espandere la collezione furono i professori Desole, Picci e Atzei.

Oltre alle piante essiccate o conservate sotto formalina, sono esposti numerosi strumenti didattici, modelli e disegni e documenti d’inventario che attestano l’esistenza e l’importanza dell’Orto Botanico di via Paoli, oggi scomparso. Tra gli strumenti più curiosi segnaliamo un microtomo, che serviva a tagliare i campioni in sezioni sottilissime, una cappa chimica che serviva per espellere le sostanze nocive emesse durante gli esperimenti e una lunga collezione di flaconcini di droghe.