Формирование коллекций тропических и субтропических растений началось более 50 лет назад, в 1971 году, с момента строительства оранжерей. Экспозиции и коллекции тропических и субтропических растений размещены в 5 оранжереях, общая площадь которых 2660 кв. м. Каждая из оранжерей – удивительный уголок экзотической природы.

Коллекционный фонд тропических и субтропических растений насчитывает 3150 таксонов, из них 1751 вид и 684 внутривидовых таксонов (257 subsp., 355 var., 72 f.), 715 культиваров и гибридов, относящихся к 528 родам, 118 семейств.

В коллекции содержится 757 таксонов, занесенных в Мировой Красный список МСОП, которые распределены по 7 категориям разной степени риска исчезновения. В блоке «Под угрозой исчезновения» представлены 173 вида. Из них наибольшее количество составляет 79 видов, относящихся к «категории уязвимых», 62 – находятся в «категории исчезающих», 31 вид классифицируется как находящийся «на грани полного исчезновения», а один вид – бругмансия древовидная (Brugmansia arborea (L.) Lagerh.) – считается «исчезнувшим в дикой природе».

Знакомство с разнообразием тропиков начинается в купольной оранжерее полусферической формы, высота которой составляет около 20 метров, а площадь – 413 квадратных метров. В данной оранжерее представлена экспозиция «Растения влажных экваториальных лесов», включающая более 300 таксонов, относящихся к 128 родам и 48 семействам. Наибольшее количество крупномерных растений сосредоточено именно в этой оранжерее, которая является самой высокой из пяти зданий комплекса. В коллекции можно увидеть впечатляющие экземпляры, такие как фикус Бенджамина (Ficus benjamina L.), обладающий массивными стволами-подпорками, и стрелитция Николая (Strelitzia nicolai Regel & Körn.), достигающая высоты шести метров. Также в оранжерее произрастает агатис крепкий (Agathis robusta (C.Moore ex F.Muell.) F.M.Bailey) — хвойное дерево из семейства араукариевых, ветви которого покрыты плотной листовидной хвоей, отличающейся от привычной игольчатой формы. В коллекции представлено 22 вида пальм из 15 родов семейства пальмовых (Arecaceae). Среди них выделяются два вида рода трахикарпус (Trachycarpus) — трахикарпус Форчуна (T. fortunei (Hook.) H.Wendl.) и трахикарпус Мартиуса (T. martianus (Wall. ex Mart.) H.Wendl.), достигающие в экспозиции высоты около 12 метров.

Таксономически уникальным представителем выступает кариота нежная (Caryota mitis Lour.), характеризующаяся: билатеральной асимметрией листовых пластинок и монокарпическим типом репродукции. Экспозиция включает значительное разнообразие лиановидных представителей семейства Araceae, имеющих важное значение в структуре тропических фитоценозов. Основу коллекции составляют три типичных рода: монстера (Monstera), филодендрон (Philodendron), эпипремнум (Epipremnum).

Оранжерея «Растения сезонно-влажных тропических лесов» площадью 455 м² репрезентирует флору регионов с муссонным климатом, характеризующимся выраженной сезонной ритмикой (период зимней засухи и летних осадков). Растения сгруппированы по принципу родовых комплексов. В центре экспозиции находятся виды и сорта рода фикус (Ficus), среди которых выделяются фикус религиозный (F. religiosa L.), также известный как священный баньян или фикус Бодхи, а также крупные экземпляры таких видов, как фикус эластичный (F. elastica Roxb. ex Hornem.), фикус валисхауде (F. vallis-choudae Delile), фикус притупленный (F. retusa auct.). В общей сложности в коллекции представлено более 80 видов и сортов данного рода.

Соседями фикусов являются эпифитные и полуэпифитные растения семейства бромелиевых (Bromeliaceae), среди которых в коллекции экспонируется более 80 видов и сортов, относящихся к 11 родам.

Оригинальность и эстетическую привлекательность коллекции придают виды рода драцена (Dracaena), представленные четырьмя видами и девятнадцатью сортами, а также спатифиллюм (Spathiphyllum), включающий четыре вида и пять сортов.

Экспозиция «Растения пустынь и полупустынь» представляет коллекцию суккулентных и ксерофитных растений, включающую 627 видов и сортов на площади 572 м². Эта группа растений также составляет основу «Коллекции кактусов и суккулентов», в которой насчитывается 1094 вида, разновидности и культиваров кактусов, а также 300 представителей других семейств. Коллекция считается одной из самых богатых благодаря неоценимому вкладу Ю. Ф. Совы, который не только передал Саду свою уникальную личную коллекцию, но и стал ее куратором. Важным аспектом организации экспозиции является эколого-географический принцип рассадки растений. Выделены отдельные участки, посвященные флоре различных регионов, таких как Африка, остров Мадагаскар и Америка.

Американская суккулентная флора представлена разнообразными представителями рода агава (Agave), опунция (Opuntia) и видами рода цереус (Cereus), в то время как африканская флора включает такие группы, как виды рода алоэ (Aloe), толстянка (Crassula) и молочай (Euphorbia). Растения рода каланхое (Kalanchoe), представлены в коллекции 32 видами и 5 сортами, включают как лиственно-декоративные, так и красивоцветущие экземпляры.

В «Коллекции кактусов и суккулентов» собрано большое разнообразие растений. Наибольшим ассортиментом характеризуются семейства кактусовые (Cactaceae) (92 рода) и аизовые (Aizoaceae) (22 рода). Также в коллекции широко представлено разнообразие семейства асфоделовых (Asphodelaceae) и семейства кутровых (Apocynaceae).

Экспозиция «Плодовые и другие полезные растения тропиков и субтропиков» включает 94 видов и 40 сортов плодовых, лекарственных, эфиромасличных и технических растений, размещенных на площади 700 м². В ней представлены такие растения, как папайя (Carica papaya L.), фейхоа (Acca sellowiana (O. Berg) L. F. Hend.), бананы (Musa), барбадосский хлопок (Gossypium barbadense L.) и падуб парагвайский (Ilex paraguariensis A. St.-Hil.). Значительное место в экспозиции занимают виды и сорта рода цитрус (Citrus), включая лайм (Citrus aurantiifolia (Christm.) Swingle), грейпфрут (Citrus × paradisi Macfadyen), апельсин (Citrus × sinensis (L.) Osbeck) и мандарин (Citrus reticulata Blanco), коллекционный фонд включает 15 таксонов данного рода.

В экспозиции также широко представлены растения Средиземноморья, такие как кипарис вечнозеленый (Cupressus sempervirens L.) с ароматной хвоей, олива европейская (Olea europaea L.), карликовый гранат (Punica granatum var. nana (L.) S. Ait.) и фикус карийский (Ficus carica L., инжир). Важным элементом коллекции является группа видов рода мирт (Myrtus), которые применяются в качестве пряновкусовых, лекарственных, фитонцидных и эфирномасличных растений. В экспозиции «Растения субтропиков» на площади 490 кв. м представлены 257 видов и сортов растений, основная часть которых произрастает во влажных и сухих субтропических лесах Земного шара.

Субтропические леса Австралии в коллекции представлены крупномерными деревьями – брахихитон тополевидный (Brachychiton populneus (Sims) F. Muell.) и казуарина бугорчатая (Allocasuarina luehmannii (Miq.) L. A. S. Johnson), названная по сходству своих тонких веточек с опереньем казуаров – крупных нелетающих птиц. Флору Японии и Китая представляют питтоспорумы (Pittosporum), или смолосемянники, а также рафиолепис зонтичный (Raphiolepis umbellata (Thunb.) Makino), подокарпус крупнолистный (Podocarpus macrophyllus (Thunb.) H. Walker), аукуба японская (Aucuba japonica (Thunb.) Пальма ропалостилис Бауера (Rhopalostylis baueri (H. Wendl.) Becc.) является представителем влажных субтропических лесов Новой Зеландии и острова Норфолк. Это одно из самых изящных деревьев своего семейства, отличающееся длинными, от 1,5 до 2,5 м, перистыми листьями, которые дугообразно изогнуты на вершине.

Оранжерейный комплекс Донецкого ботанического сада являются базой для фундаментальных и прикладных научных исследований в области адаптации растений к условиям защищенного грунта. Исследования направлены на введение в культуру новых видов и культиваров тропических и субтропических растений для расширения ассортимента культур, используемых в фитодизайне закрытых помещений разного типа. Проводится анализ морфологических и экологических особенностей редких и исчезающих видов, а также растений, имеющих хозяйственное значение, с целью определения их адаптационных способностей к различным условиям в защищенном грунте. На базе оранжерейного комплекса также проводятся мероприятия, направленные на экологическое просвещение и популяризацию научных знаний.