אוסף הצמחים הוסקולריים הוא האוסף המרכזי והגדול ביותר בעשבייה. האוסף הראשי של צמחים וסקולריים מאגן הים התיכון והמזרח התיכון כולל כמיליון גיליונות צמחים וסקולריים של ישראל וירדן, חרמון, סיני, מצרים, איראן, עירק, הקווקז, חצי האי ערב, צפון אפריקה, ארצות הים התיכון. בנוסף, גיליונות מאזורים משאר העולם מסודרים בארונות נפרדים. באוסף ניתן למצוא גיליונות עדות (vouchers) שהיו בסיס למחקרים, לאיור מדעי של הפלורה פלשתינה, לאיסופי זרעים עבור בנק הגנים ועוד.  

אוסף הטחבים נאסף על ידי פליקס בילבסקי (1979-1902), שעסק באיסוף וחקר טחבי ארץ ישראל ותרם את אוסף הטחבים החשוב שלו לעשבייה. קלרה חן (1998-1924) ואילנה הרנשטדט המשיכו לאסוף ולחקור את מיני הטחבים בישראל, ובשנת 2004 עבודתם התכנסה לספר "The Bryophyte Flora of Israel and Adjacent Regions". הספר שנכתב יחד עם החוקרות הלן בישלר וסוזן ז'ֹווֶה-אסט מצרפת, מתאר קרוב ל-261 מיני טחבים הגדלים בישראל.

מרבית האצות באוסף נאספו על ידי פרופ' טשרנה רייס בין השנים 1930-1960.

במשך השנים התווספו אוספים נוספים ביניהם האוסף של ד"ר ברברו לונדברג.

אוסף הפטריות הוקם על ידי פרופ' טשרנה רייס (1965-1890) ויש בו דוגמאות של פטריות פיטופתוגניות (בעיקר) מישראל ומהעולם שנאספו במחצית הראשונה של המאה העשרים. פרופ' רייס הצטרפה לסגל האוניברסיטה בשנת 1934 ועסקה בעיקר בחקר פטריות הפוגעות בגידולי צמחים ובאצות ים. בשנת 1951 פרסמה יחד עם ישראל רייכרט ובצירוף איוריה של רות קופל את הספר "כמהין ופטריות".

קיטלוג אוסף הפטריות החל באוקטובר 2016 וכיום מקוטלגים בו למעלה מ-13,000 גליונות. בין סוגי הפטריות הנפוצים באוסף אפשר למצוא  Puccinia, Septoria, Uromyces, Cercospora, Dothidella, Bremia, Ascidium, Ascochyta.

אוסף החזזיות כולל כמה מאות פרטים ממקורות שונים החל מתחילת המאה שעברה, בין השאר איסופים מאירופה, ישראל וממדינות שכנות באזור הים התיכון.

בתמונה: גליון העשבייה של חיטת הבר שאסף אהרן אהרנסון בשנת 1906.

אהרן אהרנסון (1876–1919) היה אגרונום, מדען ופוליטיקאי ציוני ממקימי מחתרת ניל"י ומגלה "אֵם החיטה". אהרנסון ערך מסעות בארץ ישראל ובארצות השכנות ואסף צמחים, מאובנים ומינרלים. אוסף אהרנסון מכיל כ-10,000 גליונות עשבייה שמוינו על ידי הלל אופנהיימר ומיכאל אבן ארי בשנים לאחר שנהרג בהתרסקות מטוס ב-1919. באוסף קיים האיסוף המקורי של חיטת הבר שמצא  אהרנסון ב-1906 בראש פינה, וכן מינים נוספים שנמצאו לראשונה על ידיו כמו חומעת האווירון, מין אנדמי בסכנת הכחדה, או שום פיינברג שנמצא לראשונה בחרמון. באוסף אהרנסון גם כמה אוספים שרכש בכספו ובהם אוסף פטריות מכל העולם של ויליאם אשברוק קלרמן, מומחה לפטריות מאוניברסיטת אוהיו.

אוסף אהרנסון נשמר בעשבייה בנפרד ויש לו חשיבות בוטנית כמו גם היסטורית. הוא נתרם לעשבייה על ידי רבקה אהרנסון בשנת 1984. את האוסף משלימים חומרים ארכיונים שנמצאים קצתם בארכיון העשבייה ורובם בבית אהרנסון בזכרון יעקב וכן שני כרכים מיומניו של אהרנסון "צמח עבר הירדן" וצמח מערב הירדן".

דוד זייצ'ק (1990-1904) נולד בברנו, צ'כיה, ושם עשה דוקטורט במדעי החקלאות. הוא עלה ארצה ב-1934 והתקבל למחלקה לבוטניקה באוניברסיטה העברית. ב-1955 היה בין מקימי בית הספר לרוקחות ושימש כמנהל בית הספר לכימיה של חומרי טבע ופרמקוגנוזיה, עד פרישתו בשנת 1972.
במסגרת עבודתו המדעית עסק זייצ'ק בחקר צמחי מרפא, ייסד את המחקר האתנו-בוטני בארץ, ואת חקר הפולקלור של צמחי מרפא. במסגרת מחקריו יצר אוסף גדול של צמחי מרפא וכרטסת מידע אתנו-בוטני השמורים כיום באוסף הצמחים.

ארכיון אוסף הצמחים כולל:

• ארכיונים  אישיים-מחקריים: בין היתר של אוטו ורבורג, אלכסנדר איג, נעמי פיינברון-דותן, מיכאל זהרי, דוד זיצ'ק, הלל אופנהיימר, קלרה חן.
• תיעוד היסטורי של העשבייה והמחלקה לבוטניקה: פנקסים (יומני סיור, רישום השאלת גליונות עשבייה, שמות מקומות עבריים-ערביים ועוד), ישיבות מחלקה, דו"חות, חומרי הוראה, חומרי מחקר. אוסף תצלומים ושקופיות: חומרים של אוטו ורבורג ממסעו במזרח אסיה (סוף המאה ה-19), תצלומים של סיורי המחלקה לבוטניקה בארץ ובארצות השכנות (שנות ה-20 עד שנות ה-50)
• הפלורה פלשתינה: תיעוד תהליך העבודה על ה"פלורה פלשתינה" (1986-1966). רשימות מינים, הגהות, ואיורים בוטניים (טיוטות וגירסאות סופיות).
• עזבון אלכסנדר ואיטה איג: חומרים שהיו ברשות משפחת איג ונתרמו על ידה. בעזבון יומני סיור רבים מארץ ישראל, סוריה, לבנון, עירק, תורכיה, וטוניס (שנות ה-30-20 של המאה העשרים), חומרי מחקר, מכתבים, תצלומים וחומר ביוגרפי שנאסף על ידי איטה אלמנתו של פרופ' אלכסנדר איג.
  
  ניתן לצפות בחומרים סרוקים מתוך הארכיון.