Особое место в научной работе кафедры занимает Гербарий Саратовского государственного университета (хранитель – Архипова Екатерина Александровна). Гербарий является крупнейшей гербарной коллекцией на территории Нижнего Поволжья, состоит в международном Союзе гербариев мира и ему присвоен акроним «SARAT». В 2004 году в связи с вхождением Саратовского педагогического института в состав СГУ произошло полное объединение кафедры ботаники пединститута и кафедры ботаники и экологии СГУ. Гербарий педагогического института вошел в состав Гербария СГУ как отдел (сохранен акроним SARP).

Гербарий основан в 1909 году одновременно с образованием кафедры ботаники. Значительный вклад в формирование гербарных фондов внесли известные ученые Д.Е. Янишевский, В.В. Фофанов, А.Д. Фурсаев, И.И. Худяков, А.О. Тарасов, А.А. Чигуряева и другие сотрудники, а также аспиранты и студенты. 

В настоящее время Гербарий СГУ состоит из 5 отделов и насчитывает около 100 тыс. листов. Гербарные образцы собирались в донских степях, степях Саратовской области и бассейна р. Дон, лесах Саратовского Правобережья, в поймах рек Волга, Урал, Хопер, Большой и Малый Иргизы, Большой и Малый Узени и др. Начиная с 50 годов XX в., организовывались многочисленные экспедиции по районам Саратовской области, из которых также привозился гербарий. Имеются многочисленные сборы из окрестностей г. Саратова и Саратовской, Астраханской, Волгоградской, Самарской, Пензенской, Оренбургской и Ульяновской областей, из Западного Казахстана, а также из других регионов России и ближнего зарубежья. В гербарии хранятся именные коллекции А.Я. Гордягина, М.Г. Попова, А.Д. Фурсаева. В настоящее время происходит активное пополнение коллекций сборами сотрудников и аспирантов кафедры. 
Параллельно с основной коллекцией создается дублетный фонд, предназначенный для обмена с ботаническими учреждениями и отдельными лицами. В гербарии хранятся уникальные 53 выпуска «Herbarium Florae Rossicae a Museo Botanico Academiae Imperialis Scentiarum Petropolitanae editum», приобретенные кафедрой в 1916 г. 
Гербарий смонтирован на листах форматом 28 см х 43 см, снабжен типовыми этикетками, размещен в шкафах и в коробках специальной конструкции. Он разложен по семействам в соответствии с системой Энглера. Роды внутри семейств и виды внутри родов расположены по алфавиту. Названия семейств, родов и видов указаны на специальных бирках.

В Гербарии также хранится лихенологическая коллекция, насчитывающая более 3000 экземпляров, сборы в ней представлены с тех же территорий, что и коллекция растений.

 С целью облегчения и ускорения процесса поисковой работы разработана, заполняется и постоянно усовершенствуется компьютерная база данных, что позволяет хранить и использовать информацию гербарных этикеток в удобной электронной форме.

К коллекциям Гербария проявляется интерес со стороны ученых университетов и других вузов и научных учреждений России. Научные материалы Гербария были использованы при написании монографий: "Флора окрестностей Саратова" (1976 – 1984), "Конспект флоры Саратовской области" (1977 – 1983, 2008), "Флора Саратовской области" (1986 – 1991), "Растения Саратовского Правобережья" (2000), "Определитель сосудистых растений Саратовской области (Правобережье Волги)" (2001) и многочисленных статей. Фонды Гербария активно использовались при подготовке сводок "Охраняемые растения Саратовской области" (1979), "Красная книга Саратовской области" (1996 и 2006 гг.).