สวนสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ฯ เกิดขึ้นตามมติที่ประชุมคณะรัฐมนตรีในปี 2534 โดยมอบให้กระทรวงคมนาคมจัดสร้างบนที่ดินของการรถไฟแห่งประเทศไทยด้านทิศใต้ของสนามกอล์ฟรถไฟ เพื่อน้อมเกล้าฯ ถวายในวโรกาสมหามงคลเฉลิมพระชนมพรรษาสมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถ ครบ 5 รอบ ในวันที่ 12 สิงหาคม 2535 ในส่วนการหาทุนสมทบและทุนในการดูแลสวนระยะยาว มูลนิธิสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ฯ เป็นผู้รับไปดำเนินการ โดยได้รับการสนับสนุนจากส่วนราชการ รัฐวิสาหกิจในสังกัดกระทรวงคมนาคม และหน่วยงานเอกชน ต่อมาได้ส่งมอบให้กรุงเทพมหานครดูแลตั้งแต่วันที่ 1 มีนาคม 2538 และมีพิธีเปิดอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 19 ธันวาคม 2539 มีพื้นที่ 196 ไร่ 3 งาน 65 ตารางวา เปิดให้บริการตั้งแต่เวลา 04.30 - 19.00 น.
สวนสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ฯ เป็นสถานที่รวบรวม และอนุรักษ์พันธุ์ไม้ทั้งในและต่างประเทศเพื่อการศึกษาและสืบทอดการอนุรักษ์พันธุกรรมพืช  มีการปลูกไม้แยกตามวงศ์ ทำให้มีลักษณะการเป็น “สวนพฤกษศาสตร์” ที่สมบูรณ์แห่งหนึ่งในประเทศไทย

จุดน่าสนใจในสวน

1. สวนไม้มงคลพระราชทาน 76 จังหวัด ตั้งอยู่บริเวณใกล้เคียงพิพิธภัณฑ์เด็กฯ โดยจำลองแผนที่ประเทศไทยขนาดย่อม ไว้ในพื้นที่ 4.8 ไร่ และปลูกไม้มงคลพระราชทานประจำจังหวัดทั้ง 76 จังหวัด ตามตำแหน่งภูมิภาคของแต่ละจังหวัดอย่างสอดคล้องกับความเป็นจริง พร้อมติดป้ายแสดงชื่อวิทยาศาสตร์ ชื่อสามัญของต้นไม้ และชื่อจังหวัด ทางเดินชมจัดไว้เป็นเส้นทางสมมุติของถนนสายหลัก ได้แก่ ถนนพหลโยธิน ถนนมิตรภาพ ถนนสุขุมวิท ที่เชื่อมต่อระหว่างเหนือ ใต้ อิสานและตะวันออก สถานที่แห่งนี้เป็นแห่งเรียนรู้ท้งพรรณพืชและภูมิศาสตร์ได้เป็นอย่างดีในคราวเดียวกัน ซึ่งได้มีพิธีเปิดเมื่อวันที่ 10 สิงหาคม 2544 โดยผู้ว่าราชการกรุงเทพมหาคร (นายสมัคร สุนทรเวช) เป็นประธาน ทั้งได้ร่วมปลูกไม้มงคลประจำจังหวัดกรุงเทพฯ คือ ต้นไทรย้อยใบแหลม
2. พิพิธภัณฑ์เด็กกรุงเทพมหานคร อาคารพิพิธภัณฑ์ที่จัดรูปแบบการเรียนรู้ภายใต้แนวคิด “Learning for Young Creative Mind” มีการจัดนิทรรศการ กิจกรรม ให้ความรู้และนันทนาการผ่านขบวนการเรียนรู้เพื่อเด็ก โดยคัดสรรสาระความรู้ที่เหมาะสมเพื่อบ่มเพาะจิตสร้างสรรค์ให้เกิดขึ้น 
3. อาคารเฉลิมพระเกียรติ 72 พรรษา สถานที่จัดนิทรรศการพระราชกรณียกิจต่าง ๆ
4. ย่านดาโอ๊ะ หรือ ต้นเถาใบสีทอง เป็นพันธุ์ไม้หายากของไทยที่ค้นพบว่าเป็นพืชชนิดใหม่ของโลก พบได้เฉพาะน้ำตกบาโจ ในอุทยานแห่งชาติเทือกเข้าบูโดสุไหงปาดี จ. นราธิวาส ซึ่งปลูกไว้ชมความมหัศจรรย์แห่งธรรมชาติ นั่นคือใบที่มีขนปกคลุมคล้ายกำมะหยี่เปลี่ยนเป็นสีทองแดงเหลือบรุ้งในเดือนสิงหาคม – กันยายน และเป็นสีเงินในเดือนตุลาคม
5. ย่านลิเภา ไม้เถาซึ่งจัดเป็นเฟิร์นเลื้อย พบตามป่าเปิดหรือป่ากึ่งโปร่งเขตร้อน ที่มาของวัตถุดิบสำหรับศิลปหัตถกรรมงดงามเลื่องชื่อของไทย มีปลูกไว้ให้ชมเช่นกัน
6. สระน้ำ สร้างเป็นจุดเด่นของสวนที่สื่อความหมายการเฉลิมพระเกียรติด้วยสระน้ำคดเคี้ยวเป็นรูปอักษร “ส” และ “S” ผสานกัน สื่อถึงพระนามาภิไธยของสมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถ แนวขอบสระเลือกปลูกพืชพันธุ์สร้างสีสันเน้นลักษณะอักษร “ส” ให้โดดเด่นด้วยสีเหลืองของดอกราชพฤกษ์ และ “S” เน้นด้วยสีม่วงอมชมพูของดอกอินทนิลน้ำ
7. สวนพฤกษศาสตร์ เป็นกิจกรรมหนึ่งในอุทยานการเรียนรู้จตุจักรโดยเป็นแหล่งปลูกรวบรวมพันธุ์พืชท้องถิ่น พันธุ์ไม้ในพระนาม พันธุ์ไม้จากพระตำหนักต่าง ๆ และพันธุ์ไม้ต่างประเทศที่น่าสนใจไว้มาก นำเสนอแหล่งความรู้ให้ศึกษาในรูปเส้นทางชมธรรมชาติแวะชมตามจุดต่าง ๆ เช่น “สวนกล้วยที่รวมไว้กว่า 70 ชนิด” “ลานลั่นทม แหล่งรวมพลแห่งดอกลั่นทมหลากสี” “ลานอโศก แหล่งชุมนุมของไม้ดอกยืนต้นที่ลือชื่อถึงความสวย นุ่มนวลสะดุดตา” “ลานเข็ม อวดดอกละเอียดสีสันสดสวยตลอดปี” “ลานชบา รวมพันธุ์แปลกตามากมายไว้ให้ชม”
8. ลานบัว ลานพักผ่อนตกแต่งด้วยบ่อน้ำรูปดอกบัวขนาดยักษ์ เป็นที่รวมพันธุ์บัวทั้งไทยและต่างประเทศ มีกระถางโบราณเก่าแก่ประดับลานและปลูกบัวชนิดต่าง ๆ และสวนยุโรป ซึ่งอวดลานแบบสวนประดิษฐ์ ด้วยแปลงไทรทองตัดแต่งลายบัวก้านขดอันวิจิตร สร้างเส้นนำสายตาเข้าสู่ลานบัว เกิดภาพเอกลักษณ์สง่างามเป็นหนึ่งเดียว
9. อาคารพรรณไม้ไทย เทิดไท้ บรมราชินีนาถ จัดแสดงพรรณไม้ไทยที่มีถิ่นกำเนิดในภาคต่าง ๆ ของประเทศไทยและกล้วยไม้ไทยที่กำเนิดในแต่ละภาค ประกอบด้วย อาคารพรรณไม้ 3 หลัง ได้แก่ อาคารพรรณไม้ภาคกลางและภาคตะวันออก อาคารพรรณไม้ภาคใต้และภาคตะวันตก อาคารพรรณไม้ภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
10. สวนไม้หอมน้อมเกล้าฯ รวบรวมพรรณไม้หอมประเภทต่าง ๆ เพื่อการศึกษาและอนุรักษ์ อีกทั้งพรรณไม้ในวรรณคดีอีกด้วย
11. สวนพรรณไม้อันเกี่ยวเนื่องกับสถาบันพระมหากษํตริย์ รวบรวมพรรณไม้ที่เกี่ยวเนื่องในสมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถ
12. สวนพระมหากรุณาธิคุณเพื่อผู้พิการทางสายตา เพื่อเปิดโอกาสให้ผู้พิการทางสายตาได้เพลิดเพลินกับธรรมชาติพร้อมกับการเรียนรู้และสัมผัสพืชพรรณไม้หอมประเภทต่าง ๆ
13. สวนป่ารักน้ำ เพื่อเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เนื่องในโอกาสมหามงคลเสด็จเถลิงถวัลยราชสมบัติครบ 70 ปี 9 มิถุนายน 2559 และเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถ เนื่องในโอกาสมหามงคลเฉลิมพระชนมพรรษา 7 รอบ 12 สิงหาคม 2559