A missão do PGBV se concretiza por meio da articulação de quatro linhas de pesquisa, nas quais são desenvolvidos projetos para o melhor conhecimento, uso e conservação da diversidade vegetal, o que se dá em associação aos aspectos do ambiente físico e da sociedade, incluindo a avaliação e o monitoramento ambiental, a utilização adequada de plantas medicinais e o suporte a processos de produção de plantas. Os projetos apresentam conexão com as práticas de manejo ambiental e a formulação de políticas públicas, relacionando o PGBV a órgãos públicos federais, estaduais e municipais, e também a empresas privadas com atuação na área de concentração do Programa.
As linhas de pesquisas do PGBV são: