温室はA・B2つの棟にあわせて8つの部屋があり、それぞれの部屋でテーマに沿った植物を栽培・展示しています。主として札幌の戸外では越冬出来ない南方系の植物を栽培しており、庭園の植物とともに研究および学習のために利用されています。植物園で唯一年間を通じて公開している施設で、雪に閉ざされた厳しい冬でも、屋内で元気よく生育している植物に親しむことができます。
シダ室

日本では沖縄や小笠原に生育している大型のシダをはじめとした、様々なシダ植物を育成・展示しています。
プロメリア・ベゴニア室

亜熱帯の植物のうち、美しい花を咲かせるパイナップル科やシュウカイドウ科の植物を育成・展示しています。