Arboretumiin istutettu kasvimateriaali on hankittu pääasiassa Mustilan arboretumista, Helsingin yliopiston kasvitieteellisestä puutarhasta ja Metsäntutkimuslaitokselta.
Viikin arboretumin tämän hetkiset kasvikokoelmat voidaan jakaa kolmeen kokoelmakokonaisuuteen, jotka ovat kasvimaantieteelliset kokoelmat, taksonomiset kokoelmat ja luonnontilaiset alueet. Arboretumiin istutettu kasvimateriaali on hankittu pääasiassa Mustilan arboretumista, Helsingin yliopiston kasvitieteellisestä puutarhasta ja Metsäntutkimuslaitokselta.
Kasvi maantieteelliset kokoelmat Viikin arboretumin kasvimaantieteelliset kokoelmat esittelevät pohjoisen havumetsävyöhykkeen ja lauhkean lehtimetsävyöhykkeen puita ja pensaita. Suomen ilmastoa melko hyvin vastaavia alueita löytyy muun muassa Alaskan sisäosista, Kanadasta Ontarion, Quebecin ja Brittiläisen Kolumbian alueilta, Kaukoidästä Ohotanmeren ympäristöstä sekä eräiltä pohjoisen pallonpuoliskon vuoristoalueilta. Puuvartiset kasvit ovat yleensä viljeltävissä vielä yhtä alakasvillisuusvyöhykettä alkuperäistä kasvupaikkaansa pohjoisempana, minkä johdosta Viikin arboretumissa on mahdollista esitellä esimerkiksi keskieurooppalaisia lajeja.
Maantieteellisiä kokoelmia on alusta asti pyritty kehittämään siten, että kunkin maantieteellisen alueen omat kasvit asteittain korvaisivat kotimaiset lajit. Korvaaminen on ollut tarkoitus tehdä järjestyksessä isot puut, pienet puut, pensaat, varvut ja köynnökset ja viimeksi ruohovartiset. Tarkoituksena on ollut perustaa istutukset tiettyjä olemassa olevia kasviyhdyskuntia kuvaaviksi. Mikäli tämä ei ole ollut mahdollista, on alueelle istutettu eri kasviyhdyskuntatyyppien, mutta kuitenkin saman maantieteelliseen alueen lajeja.
Viikin arboretumissa tällä hetkellä olevia maantieteellisiä kokoelmia ovat Suomi, Itä-Aasia, Siperia, Eurooppa sekä läntinen ja itäinen Pohjois-Amerikka.
Taksonomisten kokoelmien esittelyalueella on erikseen havupuu-, alppiruusu- ja pajualue sekä havupuiden klooni- ja erikoismuotokokoelma ja niittyalue, jolla kasvaa esimerkiksi poppeleita, orapihlajia, vaahteroita ja lehmuksia suvuittain ryhmiteltynä. Alkuperäisenä tarkoituksena on ollut kehittää taksonomista kokoelmaa siten, että osalle tärkeimmistä puusuvuista olisi oma esittelyalueensa.