Коллекция открытого грунта насчитывает около 2500 таксонов высших сосудистых растений, из них около 100 видов растений, внесенных в Красную книгу Челябинской области и Красную книгу РФ, и около 20 видов, нуждающихся в особом внимании к их состоянию в природной среде.
Открытая территория ботанического сада условно поделена на «Верхний» и «Нижний сад». В «Верхнем саду» располагаются экспозиционные участки восточно-азиатской флоры, лекарственных, пряноароматических и витаминоносных культур, сирингарий, родовые комплексы Spiraea (Спирея) и Hosta (Хоста), декоративный миксбордер.
В «Нижнем саду» расположены: большой рокарий с каменистыми кладками разных типов, родовые комплексы Paeonia (Пион, пионарий), Hemerocallis (Лилейник), Iris (Ирис, иридарий), Rosa (Шиповник, розарий), Malus (Яблоня), Cerasus (Вишня), Sorbus (Рябина), небольшой декоративный пруд, коллекция хвойных растений, формирующиеся модельные комплексы светлохвойного и темнохвойного леса