Территория, отведенная под строительство сада (186,3 га), расположена в левобережной части города Кемерово, в прибрежной части реки Томи (район озера Суховского) к востоку от существующих и проектируемых ансамблей развивающегося общегородского центра. Набережная р. Томи, русло которой делает крутой поворот в данном районе, ограничивает территорию сада с севера и востока. Южная и западная границы совпадают с красными линиями прилегающих магистральных улиц: с южной стороны – продолжением городского проспекта, с западной – проектируемым выходом на новый автодорожный мост через реку Томь.

Cхема зонирования территории Кузбасского ботанического сада, изложенная в Генеральном плане строительства предусматривает деление территории на четыре функциональные зоны. Научно-исследовательская зона, включающая административно-лабораторный корпус, тепличный комплекс, коллекционные участки, питомник, микрозаповедник. Экспозиционная зона включает оранжерейный комплекс, дендрарий, гидропарк, сад декоративных, лекарственных растений и др. В состав парковой зоны входят пейзажный парк, заповедная подзона, пляжи, детская подзона, пешеходные мосты и многое другое, связанное с организованным отдыхом горожан. Производственно-хозяйственная зона включает складские и хозяйственные постройки.

Территория, тяготеющая непосредственно к реке Томь, пониженная, заболоченная, занятая в основном кустарниковыми зарослями. Площади, отведенные под дендрарий, занимают более возвышенную часть территории ботсада и располагаются на двух террасах с разницей в высотах до 6,0 м. Верхняя терраса представлена в основном залежными землями (бывшие пахотные земли), пересеченными неглубокими балками.