Гербарий находится в главном корпусе Томского университета и занимает 4 зала общей площадью 300 м.
Гербарий содержит, главным образом, сосудистые растения. Для расположения коллекций в Гербарии принято подразделение на отделы, соответствующие крупным территориям, имеются отделы: Западная Сибирь, Приенисейская (Средняя) Сибирь, Восточная Сибирь, Тува и Монголия, Средняя Азия, Общий отдел (включает гербарные образцы, собранные вне Сибири и Средней Азии), отдел типов, дублетный отдел. внутри отделов растения размещены по системе А. Энглера Имеются небольшие коллекции видов арктической, тропической флоры, мохообразных и лишайников. Поскольку коллекции Гербария широко используются для учебных и просветительских целей, созданы учебный гербарий и тематические коллекции (лекарственные, кормовые, ядовитые, хозяйственно-ценные растения, редкие и исчезающие растения Томской области и Сибири).
Коллекция типов. Число типовых (аутентичных) образцов, по которым описаны виды, подвиды, разновидности - важный показатель, характеризующий ценность Гербария. Выделение типовых образцов в отдельную коллекцию началось в 1980 г. по инициативе А.В. Положий.В настоящее время коллекция типов включает голотипы, изотипы, синтипы, лектотипы и изолектотипы более 600 таксонов (видов, подвидов и разновидностей, всего около 1000 гербарных листов), описанных в основном из Сибири, а также типовые образцы, полученные из других гербариев. Основу коллекции составляют типы (главным образом – голотипы) таксонов, описанных с территории Сибири – около 250 образцов. Это типы таксонов, описанных ботаниками Томского университета П.Н. Крыловым, С.И. Коржинским, В.В. Сапожниковым, Л.П. Сергиевской, Б.К. Шишкиным, В.В. Ревердатто, Г.П. Сумневичем, А.В. Положий. Кроме того, в коллекции имеются типовые образцы видов, описанных Н.С. Турчаниновым, С.И. Коржинским, А.Г. Шренком, А. Регелем, А. Бунге, И.М. Крашенинниковым. Коллекция типов значительно пополнилась при пересмотре отдела флоры Средней Азии: из материалов, собранных известными русскими ботаниками Г.С. Карелиным и И.П. Кириловым было выделено 142 типовых образца (главным образом, изолектотипы) (Гуреева, Балашова, 2004). В последние десятилетия коллекция типов пополнилась типовыми образцами таксонов, описанных А.С. Ревушкиным, В.И. Курбатским, И.И. Гуреевой, А.Л. Эбелем и др., продолжается и работа по выделению типовых образцов из коллекций Гербария.
Отдел Западной Сибири – старейший отдел Гербария, насчитывает около 65000 гербарных листов. В нем представлены сосудистые растения со всей территории Западной Сибири и частично из смежных районов Урала и Северного Казахстана. Основу этой коллекции составляют многолетние сборы П.Н. Крылова с Урала, Алтая, Кузнецкого Алатау, Северного и Восточного Казахстана, и почти всей территории Западно-Сибирской равнины. Сюда вложены богатейшие коллекции, собранные В.В. Сапожниковым на Алтае, Обской Арктике, Томской обл., Б.К. Шишкина с Алтая, В.В. Ревердатто и Л.Ф. Ревердатто с Алтая, Кузнецкого Алатау и степей Западной Сибири, Л.П. Сергиевской из Томской обл. и других районов Западной Сибири и Казахстана, Г.П. Сумневича с Алтая и Нарымского хребта и др. Здесь хранятся сборы ботаников Томской школы Л.В. Шумиловой, А.В. Куминовой, Л.И. Оболенцева, Л.Б. Колокольникова и др. После создания при Томском университете в 1968 г. Научно-исследовательского института биологии и биофизики (НИИ ББ при ТГУ) отдел значительно пополнился в результате проведения лабораторией флоры и растительных ресурсов экспедиций по изучению растительных ресурсов Алтая под руководством заведующего лабораторией Ю.П. Сурова. Большая коллекция с территории Томской области была собрана Н.Ф. Вылцан и Е.П. Прокопьевым. С конца 70-х годов ХХ в. коллекция пополнилась значительными сборами экспедиций А.С. Ревушкина.
Коллекция флоры Западной Сибири послужила основой для создания «Флоры Алтая и Томской Губернии» (1901–1914), «Флоры Западной Сибири» (1927–1962), использовалась при написании «Флоры Сибири» (1988–2003).
Отдел Приенисейской Сибири возник еще в начале ХХ в., но не был надлежащим образом оформлен. В советский период коллекции этого отдела увеличились многократно и сейчас включают около 45000 гербарных листов. В нем представлены растения произрастающие на обширной территории от полуострова Таймыр до высокогорий Саян, в основном в пределах административных границ Красноярского края и Республики Хакасия. Основу коллекции составляют сборы из многочисленных экспедиций В.В. Ревердатто, который начал исследование этой территории еще будучи студентом Томского технологического института в 1912–1914 гг., а в бытность профессором Томского университета совершил в Красноярский край 12 экспедиций. Сборы коллекций на этой территории продолжали и его ученики – В.П. Голубинцева, З.И. и В.В. Тарчевские, В.Д. Нащокин, А.В. Положий и др. Прекрасные сборы с Саян сделаны М.В. и А.В. Куминовыми, С.И. Глуздаковым, С.В. Гудошниковым. Здесь же хранятся сборы П.Н. Крылова, сделанные в 1892 г. на Мирском и Араданском хребтах. Из труднодоступных районов Эвенкийского национального округа привезли значительные коллекции А.В. Шумилова, Л.И. Оболенцев, А.В. Положий, Н.А. Олонов. Многочисленные материалы собраны в последние годы на Саянах и степных районах Хакасии сотрудниками Гербария им. П.Н. Крылова. В сборе коллекций этого отдела Гербария большое участие принимали студенты и аспиранты кафедры ботаники ТГУ.
Коллекция послужила основой для создания «Флоры Красноярского края» (1960–1983), использовалась при составлении «Флоры Сибири» (1988–2003).
Отдел Восточной Сибири содержит около 45000 гербарных листов. Отдел возник в 1930 г. с первой экспедиции П.Н. Крылова и Л.П. Сергиевской в Забайкалье и особенно разросся в результате ее последующих 23 экспедиций. Гербарий в Восточной Сибири собирали также Л.И. Оболенцев, Т.П. Березовская, Л.И. Потехина, С.В. Гудошников, В.Н. Сипливинский. Прекрасная коллекция собрана Г.П. Сумневичем, значительное количество материалов поступило в этот отдел из экспедиций А.В. Куминовой, Л.И. Малышева и Г.А. Пешковой. Ценные материалы привезены из Забайкалья в 70–80-е годы экспедициями В.И. Курбатского со студентами.
Коллекция с территории Забайкалья послужила основой для создания «Флоры Забайкалья» (Сергиевская, 1966–1972), использовалась при составлении «Флоры Сибири» (1988–2003).
Отдел Тувы и Монголии включает около 16000 гербарных листов. В этом отделе хранятся ценнейшие сборы, сделанные еще в конце XIX – начале XX в. Основу коллекции составили гербарные сборы П.Н. Крылова (1892 г.), Б.К. Шишкина (1908 г.), собранные в Урянхайской Земле (теперь Республика Тыва), Г.Н. Потанина за 6 его путешествий в Монголию, Б.К. Шишкина (1909 и 1913 гг.) из Монголии, В.В. Сапожникова из Монгольского Алтая, М.Ф. Нейбург из Северо-Западной Монголии. Большой материал из 4-х экспедиций в Туву доставлен К.А. Соболевской. В 70-е годы ХХ в. отдел пополнился в результате проведения лабораторией флоры и растительных ресурсов НИИ ББ при ТГУ экспедиций по изучению растительных ресурсов Тувы под руководством заведующего лабораторией Ю.П. Сурова. Значительные материалы собраны в разных районах Тувы экспедициями А.С. Ревушкина и С.Н. Выдриной. В настоящее время в отдел поступают ценные материалы, собранные на территории Монголии сотрудниками кафедры ботаники Томского университета под руководством А.С. Ревушкина.
Отдел Средней Азии был образован как «гербарий Туркестана» в самом начале существования Гербария, окончательно коллекция была оформлена Л.П. Сергиевской в конце 30-х годов. Сейчас коллекция включает около 40000 гербарных листов. Основу ее составили сборы Г.Н. Потанина (1863–1864 гг.) с Тарбагатая, которые были обработаны П.Н. Крыловым. Богатые и ценные материалы поступили из экспедиций В.В. Сапожникова и Б.К. Шишкина в Семиречье и Зайсанский уезд, ценные коллекции получены от Н.В. Павлова, сюда же поступили дублеты знаменитых исследователей Средней Азии А.Г. Шренка, А. Регеля, Г.С. Карелина и И.П. Кирилова. В результате работы по выделению типов часть гербарных образцов из коллекции Г.С. Карелина и И.П. Кирилова выделена в качестве изолектотипов и перемещена в коллекцию типов. В советское время коллекция пополнялась в порядке обмена с Гербариями Киргизии и Узбекистана и за счет сборов студентов, участвовавших в экспедициях в Среднюю Азию.
Общий отдел Гербария, включающий гербарные образцы, собранные вне Сибири (Европа, Северная и Южная Америка, Япония, Китай, Дальний Восток России), содержит более 66000 образцов. Коллекция начала создаваться П.Н. Крыловым в первые годы существования Гербария, в основу ее положены сборы самого П.Н. Крылова, привезенные им из Казани. В этот отдел вошла переданная Флоринским коллекция Г. Траутшольда из Швейцарии. Здесь хранятся сборы И.П. Бородина и Н.А. Буша из Европейской России, В.И. Липского с Кавказа и из Украины, И.Ф. Шмальгаузена и И.Ф. Пачосского из Украины, В.Л. Комарова, Н.В. Павлова и С.Ю. Липшица с Дальнего Востока. Пополняется отдел посредством обмена с зарубежными и российскими Гербариями.
Дублетный отдел Гербария очень крупный и непостоянный по числу хранящихся образцов, в настоящее время содержит около 20000 гербарных листов. В нем сосредоточены дублетные (повторные) экземпляры сосудистых растений, главным образом с территории Сибири. Материалы дублетного фонда хранятся немонтированными, без коробок и используются для обмена с другими российскими и зарубежными Гербариями, а также для научной работы аспирантов, докторантов, студентов. Нередко, в основном, в результате просмотра отдельных групп растений при работе над диссертациями, среди дублетов находятся ценные образцы, которые отправляются в основной фонд.
По сибирским отделам Гербария (Западная, Приенисейская, Восточная Сибирь, Тува) составлена флористическая картотека. Карточки флористической картотеки содержат детальные сведения о распространении и местообитаниях видов сосудистых растений в пределах определенного региона Сибири. Флористические каталоги насчитывают в целом свыше 350000 карточек и являются своеобразной базой данных, содержащей информацию о распространении и экологии сосудистых растений на территории Сибири.