พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงเห็นความสำคัญของการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชมาเป็นเวลาช้านาน ก่อนคำว่าความหลากหลายทางชีวภาพ (biological diversity) และการอนุรักษ์ (conservation) จะเป็นที่รู้จักกันดีในประเทศไทย  จากการแปรพระราชฐานไปประทับ ณ วังไกลกังวล หัวหิน ในปี พ.ศ. 2503 เมื่อเสด็จผ่านอำเภอท่ายาง จังหวัดเพชรบุรี ทอดพระเนตรสองข้างทางเห็นต้นยางขนาดใหญ่ขึ้นเป็นจำนวนมาก ทรงมีพระราชดำริที่จะสงวนป่ายางนี้ไว้ด้วยพระราชทรัพย์ส่วนพระองค์ แต่ไม่สามารถดำเนินการได้  เนื่องจากมีราษฎรเข้าไปทำไร่ทำสวนในบริเวณดังกล่าว

มาก จะต้องจ่ายเงินทดแทนในการจัดหาที่ใหม่  เมื่อไม่สามารถจัดถวายได้ตามพระราชประสงค์จึงทรงทดลอง

     ต่อมาทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้นำพรรณไม้จากภูมิภาคต่างๆ ทั่วประเทศ มาปลูกในบริเวณที่ประทับ สวนจิตรลดา เพื่อให้เป็นที่ศึกษาพรรณไม้ของนิสิต นักศึกษา แทนที่จะต้องเดินทางไปทั่วประเทศ ในปี 2539 สำนักงานเอกลักษณ์แห่งชาติได้จัดทำหนังสือ สวนจิตรลดาพฤกษาพรรณ ซึ่งเป็นหนังสือเกี่ยวกับพืชพรรณไม้ในสวนจิตรลดากว่า 200 ชนิด
     ในวันพืชมงคล 9 พฤษภาคม พ.ศ.2528 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว พร้อมด้วยสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จพระราชดำเนินไปทรงเปิดอาคารห้องปฏิบัติการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ที่โครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรลดา และทรงมีพระราชกระแสให้อนุรักษ์ต้นขนุนหลังพระที่นั่งไพศาลทักษิณ ในพระบรมมหาราชวัง ความสำเร็จของการใช้วิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช อนุรักษ์ต้นขนุน และพืชเอกลักษณ์ของพระราชวังต่างๆ เช่น พุดสวน มณฑา ยี่หุบ สมอไทย  มีการพัฒนาเทคโนโลยีการเก็บรักษาในสภาวะปลอดเชื้อ เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในอนาคต

     ทรงให้อนุรักษ์พันธุกรรมหวาย ในปี พ.ศ.2529 ทรงพระราชทานให้โครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรลดา อนุรักษ์และขยายพันธุ์หวายชนิดต่างๆ โดยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เพื่อเตรียมการแก้ปัญหาการขาดแคลนหวายในอนาคต หวายที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ พระราชทานพระรบรมราชานุญาต ให้ทำการทดลองปลูกต้นหวายเหล่านั้นในป่ายางนา ใกล้พระตำหนักเรือนต้น สวนจิตรลดา และมีพระราชดำริให้ทดลองปลูกที่ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยฮ่องไคร้ฯ จังหวัดเชียงใหม่  และที่ศูนย์ศึกษาการพัฒนาภูพานฯ จังหวัดสกลนคร
     ในปี พ.ศ.2529 นอกจากมีพระราชดำริให้มีการอนุรักษ์พันธุกรรมหวายแล้ว ยังได้จัดให้มีการรวบรวมพืชสมุนไพรมาปลูกเป็นแปลงสาธิตในโครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรลดาอีกด้วย ได้รวบรวมข้อมูลสรรพคุณตลอดจนการนำไปใช้ประโยชน์ กับทั้งให้มีการศึกษาการขยายพันธุ์พืชสมุนไพรโดยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ และเผยแพร่ความรู้สู่ประชาชน
     เมื่อวันที่ 6 กรกฏาคม 2531 ณ ศาลาดุสิดาลัย สวนจิตรลดา พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงมีพระราชกระแสกับหม่อมเจ้าจักรพันธ์เพ็ญศิริ จักรพันธ์  ให้ดำเนินการผสมพันธุ์ผักสองชั้น (Double Hybridization) ขึ้นในศูนย์ศึกษาการพัฒนาอันเนื่องมาจากพระราชดำริ และห้องปฏิบัติการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ของโครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรลดา  ดำเนินการผสมพันธุ์ผักสองชั้นไปพร้อมกันด้วย

     สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงสืบต่องานอนุรักษ์พันธุกรรมพืช โดยในเดือนมิถุนายน 2535 ทรงมีรึบสั่งกับนายแก้วขวัญ วัชโรทัย เลขาธิการพระราชวัง และผู้อำนวยการโครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรลดา ให้ดำเนินการอนุรักษ์พืชพรรณของประเทศ และให้ดำเนินการเป็นธนาคารพืชพรรณ การนี้ได้มอบให้โครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรลดา ฝ่ายวิชาการดำเนินงาน โดยสำนักงานคณะกรรมการพิเศษเพื่อประสานงานโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ ได้สนับสนุนงบประมาณดำเนินการมาตั้งแต่ต้นจนถึงปัจจุบัน รวมถึงมีผู้มีจิตศรัทธาทูลเกล้าฯ ถวายเงิน น้อมเกล้าถวายอุปกรณ์เครื่องมือต่างๆ ร่วมสนับสนุนการดำเนินงาน
     ตามที่ทรงมีพระราชดำริให้ดำเนินการอนุรักษ์พืชพรรณของประเทศ และดำเนินการเป็นธนาคารพืชพรรณ ทรงมีพระราชดำริพระราชทานแนวทางการดำเนินงาน พระราชวินิจฉัยเป็นระยะๆ มาโดยตลอด จากที่ทรงเสด็จพระราชดำเนินในพื้นที่ต่างๆ ทรงสนพระทัยในพืชพรรณ ในการเสด็จศึกษาพืชพรรณไม้ การทอดกพระเนตรสวนพฤกษศาสตร์ในต่างประเทศ
     โครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ได้ดำเนินงานโดยยึดพระราชดำริ และแนวทางที่พระราชทานเป็นหลักดำเนินการต่อเนื่องในกิจกรรมปกปักพันธุกรรมพืช  สำรวจเก็บรวบรวมพันธุกรรมพืช ปลูกรักษาพันธุกรรมพืช อนุรักษ์และใช้ประโยชน์พันธุกรรมพืช ศูนย์ข้อมูลพันธุกรรมพืช วางแผนและพัฒนาพันธุกรรมพันธุ์พืช สร้างจิตสำนึกในการอนุรักษ์พันธุกรรมพืช และกิจกรรมพิเศษสนับสนุนการอนุรักษ์พันธุกรรมพืช โดยมีหน่วยงานต่างๆ ที่เกี่ยวข้องร่วมดำเนินงานสนองพระราชดำริมากกว่า 40 หน่วยงานและมีโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี (อพ.สธ.) เป็นหน่วยงานหลักในการดำเนินงาน ซึ่งมีการดำเนินงานมาแล้วรวม 3 ห้วงเวลา ได้แก่ ระยะที่ 1 ระหว่างปี 2535-2539 ระยะที่ 2 ระหว่างปี 2540-2544 และระยะเวลาที่ 3 ระหว่างปี 2545-2548