除了蘇鐵，仙湖植物園的蕨類植物收集也是全國第一。自1997年起，仙湖植物園分別從全國各地引種蕨類植物，并根據(jù)這些蕨類植物原生地的生態(tài)環(huán)境，采用自然的栽培方式。截至目前，深圳收集的珍稀瀕危蕨類植物包括天星蕨、粵紫萁、荷葉鐵線蕨、扇蕨、帶狀瓶爾小草、蘇鐵蕨和水蕨等30余種。在深圳，野生蕨類植物有黑桫欏、蘇鐵蕨、金毛狗等，都屬于國家二級保護植物。
據(jù)了解，全國共有蕨類植物2500種，目前深圳已收集蕨類植物活體1000多種，成為全國蕨類植物收集種類最多的城市。一些從外地引種的部分種類已經(jīng)應(yīng)用在園林綠地之中，如觀音座蓮屬植物。
2013年9月該園蕨類植物專家在國際權(quán)威期刊發(fā)表蕨類植物一個新科—爬樹蕨科，這是目前為止由中國學者命名并被最新分子系統(tǒng)接受的第4個蕨類植物科，標志著該園的蕨類植物收集及研究水平已經(jīng)居于國內(nèi)外前列。
目前，該園正在向國家林業(yè)局申報成立“國家蕨類植物遷地保育中心”，目前已通過專家會論證。記者了解到，若該保育中心建成，將成為世界上第一個蕨類植物專類保育機構(gòu)，也是我市第三個國家級遷地保育中心，還將使我市成為目前國內(nèi)唯一一個具有三個國家級種質(zhì)資源保護中心的城市。
2006年起，仙湖植物園開始苔蘚植物研究，并進行苔蘚植物標本的系統(tǒng)收集，如今，從無到有，仙湖植物園標本館已收藏苔蘚植物標本約25000份，成為廣東省館藏苔蘚植物標本名列第二的標本館。目前的收藏中，來自香港和澳門的標本是國內(nèi)最豐富的，還與世界上20多個植物標本館建立了標本借閱與交換關(guān)系。
同時，仙湖植物園還建立了國內(nèi)第一個苔蘚植物引種苗圃，除了對其基本的生物學問題進行研究以外，還開展了苔蘚植物的園藝開發(fā)利用，走在了國內(nèi)苔蘚植物園藝利用的前列。此外，受澳門民政總署委托開展了澳門苔蘚植物多樣性研究工作，2009年出版了《澳門苔蘚植物志》、《澳門苔蘚植物名錄》和《植物王國的小矮人》等3部專著；2013年 與華南植物園合作，出版了《廣東苔蘚志》；承擔了《中國苔蘚志》耳葉苔科、《深圳苔蘚植物志》、《中國常見植物野外識別手冊（苔蘚植物卷）》等專著的編研工作。
