Kolekcja W Arboretum w Bolestraszycach zgromadzono kilka tysięcy gatunków, odmian, form roślin w kolekcjach m.in. dendrologicznej, pomologicznej, roślin wodnych, bagiennych, rzadkich, zagrożonych, ginących i chronionych we florze polskiej, roślin z rodziny wrzosowatych oraz szklarniowych, użytkowych i biblijnych.
W kolekcji dendrologicznej zgromadzono m.in. cisy (Taxus), magnolie (Magnolia), różaneczniki (Rhododendron) oraz liczne nasadzenia cypryśnika błotnego (Taxodium distichum), metasekwoi chińskiej (Metasequoia glyptostroboides), kłokoczki południowej (Staphylea pinnata) i miłorzębu dwuklapowego (Ginkgo biloba).
Kolekcja rzadkich, zagrożonych, ginących i chronionych gatunków flory polskiej zawiera ponad 130 taksonów pochodzących głównie z Pogórza Przemyskiego, Bieszczadów, Kotliny Sandomierskiej, Wołynia Zachodniego. Od wielu lat są prowadzone badania dotyczące gatunków rzadkich, m.in. marsylii czterolistnej, kotewki orzecha wodnego, szachownicy kostkowatej, wisienki stepowej.