Dział Dendrologii lub Arboretum (z łac. arbor, a z grec. dendron - oznacza drzewo) jest kolekcją gatunków i odmian drzew, krzewów, półkrzewów oraz krzewinek. Dział ten znajduje się w północno-wschodniej części Ogrodu i zajmuje powierzchnię około 6 ha o zróżnicowanej rzeźbie terenu. Pierwsze drzewa posadzono w 1968 r. pod nadzorem prof. dr hab. Dominika Fijałkowskiego. W kolejnych latach organizowaniem arboretum zajmował się dr Kazimierz Kozak. Od 1977 r. do przejścia na emeryturę działem tym kierowała mgr inż. Helena Kostrzewa. Od marca 1994 r. do stycznia 2018 r. kierownikiem arboretum był mgr inż. Ryszard Sawicki, a w latach 2018-2022 - dr Anna Cwener.
Dział Dendrologii gromadzi kolekcję około 1800 taksonów reprezentujących dendroflorę Ameryki Północnej, Azji i Europy. Nasadzenia drzew i krzewów wzbogacone są dodatkowo bylinami runa leśnego tolerującymi zacienienie np. przylaszczką pospolitą (Hepatica nobilis Schreb.), konwalią majową (Convallaria majalis L.) czy pióropusznikiem strusim (Onoclea struthiopteris (L.) Roth.). W arboretum rośnie także kilka gatunków bambusów: kępowo rosnąca fargezja parasolowata (Fargesia murielae (Gamble) T.P.Yi), dorastający do 3 m wysokości fylostachys Bisseta (Phyllostachys bissetii McClure) czy nisko rozrastająca się sasa Veitcha (Sasa veitchii (Carrière) Rehder). Wczesną wiosną jako pierwszy kwiaty otwiera oczar japoński (Hamamelis japonica Siebold & Zucc.), a tuż po nim brzoskwinia Dawida (Prunus davidiana (Carrière) Franch.) i różanecznik dahurski (Rhododendron dauricum L.). Pełnia wiosny, to okres kiedy kwitnie w arboretum najwięcej drzew i krzewów. Uwagę przykuwają magnolie pośrednie (Magnolia × soulangeana Soul.-Bod.) i pochodzące z dalekiego wschodu odmiany wiśni piłkowanej (Prunus serrulata Lindl.). Ciekawostką są kwiatostany derenia kwiecistego (Cornus florida L.) zbudowane z drobnych kwiatów właściwych otoczonych białymi przykwiatkami. Wiosenną dominantą jest duży okaz paulowni omszonej (Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud.) rozwijający liczne, niebieskofioletowe, dzwonkowate kwiaty. W maju rozkwitają liczne odmiany lilaka pospolitego (Syringa vulgaris L.). Wczesne lato to okres kwitnienia gatunków tawuł (Spiraea spp.), których zgromadzono w kolekcji 85 taksonów. W Dziale Dendrologii spotkać można kilku przedstawicieli rodzimej dendroflory objętych ochroną gatunkową np. azalię pontyjską (Rhododendron luteum Sweet), brzozę: niską i karłowatą (Betula nana L. i Betula humilis Schrank), cis pospolity (Taxus baccata L.), wierzbę lapońską (Salix lapponum L.) oraz jarząb brekinia (Sorbus torminalis (L.) Crantz). Jesienią arboretum ożywa intensywnymi barwami przebarwiających się liści drzew takich jak klon mandżurski (Acer pictum Thunb.), ambrowiec amerykański (Liquidambar styraciflua L.) i grujecznik japoński (Cercidiphyllum japonicum Siebold & Zucc. ex J.J.Hoffm. & J.H.Schult.). Wzrok przyciągają również interesująco wyglądające, niebieskie owoce palecznika chińskiego (Decaisnea fargesii Franch.). W bogatej kolekcji drzew i krzewów iglastych, przybierających różne formy i barwy, okazale prezentują się choiny kanadyjskie (Tsuga canadensis (L.) Carrière), jodły (Abies spp.), cyprysiki (Chamaecyparis spp.) i sosny (Pinus spp.). Interesujące w tej grupie roślin są: stroigła chińska (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.), szydlica japońska (Cryptomeria japonica (Thunb. ex L.f.) D.Don) oraz odmiany świerka pospolitego (Picea abies (L.) H.Karst.) - wężowa i gniazdkowata (‘Cranstonii’ i ‘Nidiformis’).
Kurator - mgr inż. Hubert Rydzewski
