中国科学院武汉植物园植物标本馆始建于1956年。建立之初，标本馆仅为一间标本室。1972年初，湖北省政府拔出专项经费支持武汉植物园建设独立的标本馆大楼，标本馆大楼于1972年12月正式建成并投入使用。2001年4月，在国家财政部专项经费的支持下，标本馆得到扩建，扩建工程于同年10月竣工。2020年6月至9月，标本馆进行重新装修。标本馆共有建筑面积1800平方米，建有主标本室、专项标本室、非洲植物标本室和副号标本室等。本标本馆在国际植物标本馆系统中的通用代码为HIB（为Hubei Institute of Botany的缩写），在有些文献中有时也被写为WUIB（为Wuhan Institute of Botany的缩写）。
武汉植物园植物标本馆主要收藏了华中地区和非洲植物标本，馆藏植物标本数量超过31万份，为湖北省内馆藏量最大的植物标本馆。收藏国内蕨类植物标本7900多份，国内裸子植物标本2700多份，国内被子植物标本26.6万多份，非洲维管植物标本近4万份。其中模式标本数量超过800份。此外本馆还收藏有少量的苔藓植物标本和植物化石标本。
依托标本馆，武汉植物园科研人员对山毛榉科、豆科、葫芦科、猕猴桃科、景天科、凤仙花科、兰科以及水生植物类群开展了系统分类学研究，还对华中地区维管植物区系地理学、中国特有植物三大分布中心之一的川东-鄂西中国特有属分布中心的保育遗传学和系统进化植物学进行了研究。“九五”期间已经承担国家自然科学基金和院生物分类和区系特别支持项目和三峡建设委员会科研项目数个，发表专著2本、学术论文60余篇。“十五”期间承担国家973研究项目、国家自然科学基金项目、三峡建设委员会科研项目和中国科学院方向性研究项目，出版专著5本、发表学术论文80余篇。神农架植物考察研究曾获得1989年度中国科学院自然科学三等奖；湖北植物区系研究和湖北植物志编研曾获得2005年度湖北省自然科学二等奖。
本馆已经为三峡工程对环境的影响研究项目提供了翔实的三峡库区植被类型和植物区系资料；为宜昌大老岭国家森林公园的建设提供了有关该区域植被类型和植物区系状况资料。
武汉植物园植物标本馆拥有最丰富的神农架地区和三峡库区的植物标本，其中馆藏的神农架标本超过2.6万份。丰富的馆藏将为三峡工程和南水北调中线工程的建设和生态安全，为华中地区（重点在川东-鄂西地区）的稀有濒危和特有植物的保育遗传学研究，为植物学科学知识的普及工作做出持续的贡献。
本馆与国内外主要植物标本馆建立了标本交换和标本借阅关系，并接待美国哈佛大学、俄亥俄州立大学、密苏里植物园、英国皇家植物园邱园、日本东京大学等大学和科研机构的植物学家来本馆查阅标本。同时，本馆的科研人员也分别赴美国哈佛大学、俄亥俄州立大学、佛罗里达大学、密苏里植物园、英国皇家植物园邱园、日本东京大学等单位开展植物分类学研究工作。
标本馆现有工作人员介绍
馆长：胡光万； 管理和标本制作员：王玲；标本图像采集员：康强胜；数据与网站管理员：杨筑筑；标本制作员：李艳、胡甲怀。
植物分类研究及标本鉴定人员：王青锋、胡光万、张彩飞、田径、周亚东、廖廓、江明喜、杨筑筑、黄汉东、李晓东、李新伟、徐文斌。
标本馆大门，拍摄于1999年7月12日
