På initiativ af kong Christian den 4. blev der i 1600 oprettet en urtehave, hvor man kunne dyrke medicinske planter.
Haven lå i Fiolstræde ved siden af Københavns Universitet, så den også kunne bruges til medicinske studier.
Efter Københavns brand i 1728 blev der behov for arealerne inde i byen til bl.a. gadeanlæg og i 1760’erne flyttede haven udenfor byen.
Den blev anlagt i den nordlige ende af Amaliegade, men efter kun otte år købte kongen arealet tilbage, for at kunne realisere planen om Frederiksstaden. På kortet herover ligger haven i trekanten mellem Amaliegade, Bredgade (dengang Norgesgade) og Esplanaden.
Haven blev i 1778 flyttet til et område ved Nyhavn, hvor den kom til at ligge bagved Charlottenborg (billedet herover).
Her var meget bedre plads, og haven kom til at rumme hele 9000 forskellige plantearter.
Efter flådeværftet var flyttet fra Gammelholm i midten af 1850’erne, var det egentlig tanken, at haven skulle blive hvor den var, og blive en lille park i den nye boligkvarter der voksede frem fra 1860’erne.
Men dem kom mere og mere byggeri omkring haven, og man opdagede, at den tiltagende forurening var til skade for planterne.
I 1871 begyndte man derfor anlægget at en ny have uden for de gamle volde, som nu ikke længere hindrede byudviklingen. Man udnyttede en del af den gamle voldgrav til den sø, som stadig ligger i haven.
Den nuværende Botaniske Have åbnede i 1874 og blev bekostet af brygger J. C. Jacobsen, der foreslog opførelsen af de store væksthuse.
Havens arkitekt var Henry August Flindt.
Centralt i haven blev opført et enormt palmehus, der blev tegnet af stadsbygmester Peter Christian Bønnicke.
Palmehuset blev opført med et betydeligt tilskud fra brygger J. C. Jacobsen på Carlsberg.
Det var blevet muligt at bygge ret store glashuse ved brug af støbejern, og forbilledet var Londons store glasbygninger Crystal Palace og væksthuset i Kew Gardens. Senere fik mange europæiske storbyer glashuse i deres botaniske haver, men København var blandt de første.
I haven ligger flere bygninger med tilknytning til naturvidenskabelige studier, f.eks. Observatoriet, Botanisk Laboratorium, Botanisk Museum og Geologisk Museum.
Ud mod Øster Voldgade ligger havens tidligere gartnerbolig (herunder) fra omkring 1871. Den har senere været bolig for havens direktør og bruges i dag til Botanisk Haves kontorer.
