גן בוטני הוא גן בו מגודלים צמחים בראש ובראשונה למטרות מחקר מדעי. גן כזה נבדל בדרך כלל מגנים אחרים הן במגוון הרחב מאוד של צמחים המגודלים בו, בשילוט המאפשר זיהוי קל של צמחים שדומה לשילוט בגן חיות וברמת הארגון של הגן הדומה לזו שבספרייה. גן בוטני עשוי לשמש, לצד מטרות המחקר, גם מגוון מטרות רחב כגון שימור טבע, תיירות, חינוך וטיפולים פארא-רפואיים בעזרת גידול צמחים.
מיקום הצמחים בגנים הבוטניים הוא על פי רוב לפי אזורי אקלים וקרקע ולא לפי קרבה אבולוציונית או לפי סדר האלף-בית של שמות הצמחים. זאת משום שקל יותר לגדל זה לצד זה צמחים הדורשים קרקע ואקלים דומה ולא כאלה שחולקים תכונות משותפות אחרות. בחלק מהגנים הצמחים ממוינים, בעקבות עיקרון זה על פי המיקום הגאוגרפי של בית הגידול הטבעי של הצמח. גנים כאלה יכילו, למשל, חלקה שתדמה את אוסטרליה עם תת-חלקות שידמו את אזוריה השונים של יבשת זו. גנים אחרים יסתפקו ב-"חלקת מדבר", "חלקת חורש" וכיוצא בזה.
אולם, יש גנים בוטניים שיוצאים מכלל זה. כגון הגן הבוטני של שיקגו שמחולקים לעשרים ושבעה תת-גנים על פי מאפיינים ארכיטקטוניים בעיקר. בגן זה יש תת-גנים כגון "גן השושנים", "גן הערב", "הגן הסנסורי".
במרבית הגנים הבוטניים יש חממה לדימוי אזורי אקלים שבשל מיקומו של הגן אי אפשר לדמותם תחת כיפת השמיים. לדוגמה חממה לצמחי אקלים טרופי או מדברי. במרבית הגנים הבוטניים יש גם נחל עם אגם או בריכה לצמחי מים. מעבר לזאת, ישנו בגן גם אזור משתלה לצמחים צעירים הסגור בפני הקהל הרחב.
לחלק מהגנים הבוטניים, בעיקר באירופה, ישנו אזור המוקצה לצורכי נוי, בילוי ופנאי הכולל גינה מעוצבת עם פרחיגינוןתרבותיים, לרוב לצד מזרקה וספסלי ישיבה. אזור זה ממוקם לרוב ליד משרדי הגן או בכניסה לגן.
בשנת 2006 התקבל בכנסת "חוק הגנים הבוטניים בישראל", המגדיר "גן בוטני מוכר" כ"גן הנטוע צמחים שונים לפי שיטה מדעית, למטרה מחקרית, מדעית או חינוכית". מועצת הגנים הבוטניים היא הגוף הישראלי הפועל לעידוד הכרת הגנים הבוטניים הפעילים בישראל על ידי המדינה.[1]
בישראל ישנם כיום כ-10 גנים בוטניים מוכרזים, חלקם קשורים למוסדות האקדמיים:
