Wertvoll in der Stuttgarter Wilhelma ist auch der Pflanzenbestand mit etwa 5000 Arten, und im Rhythmus der Jahreszeiten ändert sich das Gesicht des Parks ständig, so dass man immer neue Eindrücke erhält. Das botanische Jahr beginnt in der Wilhelma mit der Blüte der Orchideen, von denen ca. 5000 Pflanzen gepflegt werden. Die am schönsten blühenden Exemplare werden jeweils in zwei Vitrinen im Tropengewächshaus gezeigt. Kamelien und Azaleen mit jeweils über 30 Sorten blühen dann in ihren Häusern als nächstes. Viele dieser Sträucher stammen noch aus der Anfangszeit des Parks. Sie sind jetzt über 150 Jahre alt und somit botanische Kostbarkeiten.