ภายในอาคารแบ่งออกเป็น 3 ชั้น

ชั้นที่ 1 

• ห้องเกษม (เกษม จันทรประสงค์) เป็นห้องติดต่องานธุรการและติดต่องานทั่วไปของกลุ่มวิจัย
• ห้องสมุดอำไพ (อำไพ ยงบุญเกิด) รวบรวมหนังสือ เอกสารวิชาการ วารสารและสิ่งตีพิมพ์ทางด้านพฤกษศาสตร์ โดยเฉพาะด้านอนุกรมวิธานพืช ทั้งภาษาไทยและภาษาต่างประเทศ กว่า 2,000 เล่ม
• ห้องจเร (จเร สดากร) รวบรวมเอกสารสำคัญและหนังสืออนุรักษ์ที่สำคัญ
• ห้องลักษณากร (มจ. ลักษณากร เกษมสันต์) เป็นห้องจัดวางแผ่นศิลาฤกษ์และพิธีเปิดอาคารที่ลงพระนามของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี จัดแสดงนิทรรศการวิชาการความรู้ด้านพฤกษศาสตร์และงานวิจัยในสาขาที่เกี่ยวข้อง
• ห้องบุรฉัตรไชยากร เป็นห้องปฏิบัติการด้านพฤกษศาสตร์และอนุรักษ์พันธุกรรมพืช

ชั้นที่ 2

• พิพิธภัณฑ์พืชกรุงเทพ  เป็นพิพิธภัณฑ์พืชแห่งแรกของประเทศไทย ตั้งขึ้นช่วงปลายสมัยรัชกาลที่ 6  เป็นพื้นที่รวบรวบตัวอย่างพรรณไม้  เพื่อใช้ในการศึกษาด้านอนุกรมวิธานพืช และเพื่อตรวจสอบชื่อวิทยาศาสตร์ของพืช มีประมาณ 80,000 หมายเลข โดย Dr.A.F.G. Kerr นายแพทย์ชาวไอร์แลนด์เป็นผู้วางรากฐานการสำรวจและรวบรวมพรรณไม้ไว้ ส่วนใหญ่เป็นตัวอย่างแห้ง  อาทิ ตัวอย่างพรรณไม้ต้นแบบ  และยังมีห้องปฏิบัติงานของนักวิชาการและผู้เข้ามาขอใช้ตัวอย่างพรรณไม้
• ห้อง Craib เก็บรวบรวมตัวอย่างพรรณไม้ต้นแบบ (type specimens) ซึ่งเป็นตัวอย่างอ้างอิงแรกในการตั้งชื่อวิทยาศาสตร์
• ห้อง Kerr เก็บรวบรวมเอกสารด้านประวัติศาสตร์ของการศึกษาพรรณไม้แห่งประเทศไทยและภาพตัวอย่างพรรณไม้ไทย
• ห้องระบิล ห้องนายเนย ห้องนายพุด เป็นห้องปฏิบัติงานของนักพฤกษศาสตร์

ชั้นที่ 3

• ห้องทรงงานของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี  ในฐานะองค์ประธานโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชแห่งประเทศไทย  ที่พระราชทานให้กรมวิชาการเกษตร มีส่วนร่วมในการปฏิบัติภารกิจสนองพระราชดำริ จัดทำระบบฐานข้อมูลพันธุกรรมพืชที่เก็บสะสมในพิพิธภัณฑ์
• ห้องรัชนีแจ่มจรัส เป็นส่วนของห้องประมวลผลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริในสมด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารีและงานฐานข้อมูลพันธุ์ไม้
• ห้องกสิน (กสิน สุวตพันธุ์) เป็นห้องประชุมเผยแพร่อบรมวิชาการและความรู้ด้านพฤกษศาสตร์และคุ้มครองพันธุ์พืชแก่ผู้สนใจ
• ห้องสกล เป็นห้องรวบรวมตัวอย่างดองของพืช
• ห้องพฤกษศาสตร์พื้นบ้าน รวบรวมงานด้านพฤกษศาสตร์พื้นบ้าน สมุนไพร เครื่องเทศ อุปกรณ์ เครื่องมือที่ใช้ไม้เป็นองค์ประกอบ  และยังมีห้องเก็บรวบรวมตัว ตัวอย่างเมล็ด ผล และตัวอย่างเนื้อไม้ของพืช
• ห้องรัชนีแจ่มจรัส เป็นพื้นที่ส่วนเก็บข้อมูลโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริ ของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี และงานฐานข้อมูลพรรณไม้