식물학과 관련된 학문연구를 통하여 식물학의 발전과 그 지식보급으로 국민의 생활향상과 국민경제발전에 기여하할 목적으로 1958년에 설립되었다.
1945년에 창립된 대한생물학회가 있었는데, 학문영역의 세분화에 따라 1957년에 발전적인 해산을 하고, 한국생물과학협회로 개편되면서 그 산하에 한국식물학회와 한국동물학회를 각각 분리한 후, 한국식물학회가 독립학회로 새로 발족하였다. 설립 이래 식물학의 발전과 보급을 위하여 정기적으로 연구발표회 · 워크숍 · 심포지엄 · 학술강연회를 개최하였다.
1958년에 학술지 ≪한국식물학회지≫를 창간하였다. 2002년에는 교토대학에서 '한일공동식물학 심포지움'을 개최하였다. 2004년에는 학술지 ≪한국식물학회지≫가 한국연구재단 등재학술지에 선정되었다. 2007년에는 제 50주년 기념 국제 심포지움을 개최하였다.
2012년에는 전세계 20개 식물학 관련 학회와 비영리기관이 결성한 ‘Global Plant Council’ 3차 회의를 시작으로, 국제식물분자생물학 학술회의(IPMB) 등을 개최하였다. 2024년에는 한국 식물학회 국제학술대회(International Conference of the Korean Society of Plant Biologists)를 개최하였다.
한국식물학회는 식량문제 · 섬유문제 · 의약학의 원료 및 환경오염에 대한 연구사업을 적극 추진하고 있으며, 특히 식물세포의 원형질 융합기술의 개발에 의한 새 품종의 개발과 국내외의 식물자원의 개발, 그리고 멸종위기에 있는 식물종의 보존대책 및 공업화에 따른 환경오염의 정화 등을 연구하고 있다.
또한, 한국의 식물학을 국제수준으로 발전시키기 위하여 학생들로 하여금 식물학에 흥미를 가지도록 알기 쉬운 내용의 강연회를 개최하거나 서적을 펴내어, 식물학 인구의 저변확대를 위하여 계속 노력한 결과 대한민국 식물학을 대표하는 학술단체로 발전하고 있다. 연구 결과는 학회 학술지인 Journal of Plant Biology(JPB)을 발간하고 있는데, SCIE와 SCOPUS에 등재되었다. 그리고 식물학 발전에 기여한 연구자의 연구 의욕 고취를 위해 학술발전상을 제정하여 수여하고 있다.