울산테마식물수목원은 동남부권 최고의 산림휴양공간 조성, 자연친화적 환경보전, 희귀멸종 및 보존식물의 보존, 건강·휴양·정서 및 여가생활의 질적 향상 도모, 식물유전자원의 보고, 식물 유통 종합센터 및 수출기회 확대, 국제적 관광 식물원화, 민·학·관의 협동, 가족나무 조성운동 등을 목적으로 설립되었다.
1987년에 수목원 부지를 매입하고, 2002년에 수목원 조성계획이 승인되었다. 2004년 8월에 사립식물수목원으로 개원하였고, 2004년 10월에는 산림청에 정식 수목원으로 등록하였다. 수목원의 규모는 5만㎡이고, 1,500여 종의 식물자원과 1,376종의 수목유전자원을 보유하고 있다.
울산테마식물수목원은 소나무 500여 가지 수형(樹型), 단풍나무 100여 종, 장미 150여 종, 무궁화 120여 종, 작약·목단 80종, 꽃창포 50종, 노루오줌 34종 등을 보유하고 있다.
기존의 수집된 식물 종 외에도 지속적으로 기본종 위주의 식물도입으로 식물 종의 수집 및 확보에 따른 식물 다양화에 주력하면서 신품종 개발도 하고 있다. 또한 도심 속의 삶을 탈피하여 자연휴식, 여가 및 자연학습 등으로 질적 향상을 추구하여 단순한 관람이 아닌 자연을 통한 체험을 할 수 있는 시설과 프로그램을 도입하였다.
생태림으로 친환경적 수목원을 조성하여 사라져가고 있는 우리 식물을 자생지외에서 번식·관리하여 영구보존과 복원을 추진하고 있다. 지리적 특성을 살리고 다양한 형태로 가꾼 수형의 소나무를 보존·전시하여 공업도시 울산의 이미지를 높이는 역할을 하고 있다.
체험프로그램은 무료·유료체험으로 구분하여 파충류 체험 학습장, 자연생태체험 교실, 토피어리 체험, 화분꾸미기, 천연비누 만들기, 나무목걸이 만들기 등 다양한 프로그램을 운영하고 있다.