Le Jardin botanique royal a été fondé par Ferdinand VI en 1755. Créé par les architectes Francisco Sabatini et Juan de Villanueva, il compte parmi ses éléments les plus remarquables la porte de Murillo, la porte du Roi et le pavillon Villanueva. La splendeur de son tracé néoclassique et son emplacement au centre de la ville en font l'un des jardins botaniques les plus pittoresques d'Europe.

Depuis ses origines, il s'est consacré à la recherche, la conservation et la diffusion du monde des plantes. Parmi ses collections se trouvent les herbiers, les dessins et les manuscrits de ses archives et de sa bibliothèque. Il abrite entre autres le matériel des expéditions scientifiques organisées aux XVIII^e et XIX^e siècles en Amérique (Mutis, Ruiz et Pavón, Malaspina, etc.). Ses parterres constituent un précieux échantillon de plantes vivantes, regroupant plus de 5 000 espèces différentes. Il possède deux serres : celle d'exposition, où sont recréées trois ambiances (tropicale, humide et désertique) et celle des Palmiers, construite au XIX^e. À cela s'ajoute une importante collection de bonsaïs.