Botāniskā dārza oranžērijas kolekcijas sāka veidoties 1956. gadā. Ik gadus kolekcija tiek papildināta ar augiem, kas izaudzēti no starptautiskās Sēklapmaiņas programmas ceļā iegūtām sēklām un spraudeņiem. Pašlaik oranžērijā aplūkojami aptuveni 2200 augu taksoni no visiem kontinentiem, izņemot Antarktīdu.
Oranžērijas lepnums ir sukulentu kolekcija. Siltumnīcā izvietota ievērības cienīga dziedniecisko aloju un agavju dažādība, katru no šīm ģintīm pārstāv vairāk nekā 30 sugas. Aplūkojamas arī gastērijas (20 sugas), peperomijas (20 taksoni), kalanhojes (15 taksoni), eiforbijas (13 sugas), sansevjēras, tievu garstumbru kaktusi – selenicereji, eriocereji, kā arī visai eksotiskie sukulentie efejvīni un neparastās bovijas.
Kaktusu kolekcijā ir vairāk nekā 600 dažādību. Ekspozīcijā ir arī krasulu dzimtas augi no pasaules sausajiem tropu un subtropu apgabaliem – pāri par 50 krasulu, 40 sedumu un 20 eoniju dažādības, monantes, kotiledoni, cianotes, eševērijas, kā arī 17 pusdienziedu dzimtas augu sugas.
Oranžērijā aug ne viens vien augļu koks – ne tikai diezgan pierastie citronkoki, bet arī tādi tropu pārtikaugi kā feihojas, psīdijas un eriobotrijas. Protams, nedrīkst aizmirst arī banānus, kas gan nav koki, bet grandioza izmēra lakstaugi.
Kopš 2015.gada 25. aprīļa apmeklētājiem durvis vērusi jaunā Nacionālā botāniskā dārza oranžērija.
Apmeklētājiem pieejamas četras zāles – sukulentu zāle, siltā subtropu zāle, vēsā subtropu zāle un tropu zāle.
Līdz ar jaunās oranžērijas uzbūvēšanu apmeklētājiem tagad būs iespēja vienkopus apskatīt arī zemstiklu augu kolekciju uzturētāju darbu. Tas līdz šim apmeklētājiem nebija iespējams. Kokaugu apsakņošanas zāle, Kokaugu atjaunošanas un pavairošanas zāle, Pelargoniju zāle, Ciklamenu un argirantēmu zāle, Gerberu zāle, kā arī Savvaļas sīpolaugu zāle ir oficiāli apmeklētajiem slēgtās zāles un ieeja tajās būs liegta, taču visus tur notiekošos darbus un galvenais – augus, būs iespējams aplūkot savām acīm, jo visas oranžērijas zāles vienu no otras atdala caurredzami stikli.
Apmeklējot oranžēriju, ir jāatceras, ka šeit atrodas ērkšķaini, lipīgi un indīgi augi. Saskarsme ar tiem var izraisīt ādas kairinājumu un veselības problēmas.
Projekta „Bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas ex situ infrastruktūras izveide” (3DP/3.4.1.3.0/11/IPIA/VARAM/001) finansējuma saņēmējs ir VZI APP “Nacionālais botāniskais dārzs”.
Projekta administratīvās, finanšu un tehniskās vadības uzraudzību nodrošina Vides aizsardzības un reģionālās attīstības ministrija.