В Гербарии традиционно выполняются работы по изучению растительного покрова Сибири. Они были начаты П.Н.Крыловым, который внес огромный вклад в изучение флоры Западной Сибири – создал фундаментальный труд по флоре Алтая и Томской губернии и при участии Л.П.Сергиевской, Б.К. Шишкина и др. – по флоре Западной Сибири, продолжены В.В. Ревердатто, изучавшего флору Приенисейской Сибири и ее генезис и выполнившего работу по районированию растительности Сибири, Л.П. Сергиевской, изучавшей флору Забайкалья, А.В.Положий, под руководством которой в течение ряда лет изучалась флора Красноярского края (включая Хакасию). Сотрудники Гербария под руководством А.В. Положий принимали участие в работе над 14-томной «Флорой Сибири», ими полностью написаны 8, 9 и 12 тома и частично 2 и 14 тома.
В последнее десятилетие под руководством А.В. Положий проводилась большая работа по изучению структуры и генезиса флоры островных приенисейских степей, по материалам исследований издана монография «Флора островных приенисейских степей. Сосудистые растения» (2001). В 2002-2004 гг. под руководством А.В. Положий и И.И. Гуреевой сосудистых растений Республики Хакасия. Исследован состав флоры, проведен ее анализ, выделены эндемичные и реликтовые виды. В 2005-2007 г. под руководством И.И. Гуреевой проводилась работа по изучению истории формирования флоры левобережной части Назаровско-Минусинской впадины в Постгляциале путем проведения комплексных флористических и палеопалинологических исследований.
В 70-е – 80-е годы ХХ века сотрудники Гербария занималась картированием распространения и ресурсов лекарственных растений на территории Сибири. Эти материалы опубликованы в коллективной монографии «Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР» и в ряде коллективных монографий. В течение ряда лет проводилось изучение состава, распространения, биологии лекарственных растений Сибири, по материалам исследований опубликована монография и ряд статей.
В Гербарии проводятся работы по систематике крупных родов цветковых растений – Astragalus, Oxytropis, Poa, Potentilla и папоротников. Описано большое число новых для науки видов растений. Новые материалы по систематике высших растений публикуются в «Систематических заметках по материалам Гербария им. П.Н.Крылова», основанных в 1927 г. П.Н. Крыловым.
Сотрудники Гербария принимали активное участие в инвентаризации редких и исчезающих видов растений и издании коллективных монографий «Редкие и исчезающие растения Сибири», «Редкие и исчезающие виды растений и животных в Томской области», «Красной книги Томской области» (2002).
В последние годы Гербарий ведет активную работу по грантам. С 1993 г. коллектив гербария получил 15 грантов Российского фонда фундаментальных исследований, 3 гранта Министерства образования РФ, совместно и каф. ботаники – 2 гранта по программе «Ведущие научные школы России».