牡丹园的主要任务是收集牡丹品种，保存牡丹种质资源，培育和推广良种，以及普及牡丹分布、分类、遗传育种、栽培管理知识。园内收集栽植牡丹262个品种3229株，
芍药220种、6568株，分别引种自山东荷泽的赵楼、
李集镇、何楼、洪庙、邓庄以及
洛阳市和甘肃天水等地，为北京规模最大，品种、数量最多的牡丹专类花园。牡丹园的设计采取自然式手法，因地制宜，借势造园。植物栽培采用乔、灌、草复层混交，疏林结构，自然群落的方式，以原有
油松为基调树种，保留古老树木并把它们组织到绿化中去，既保护了古树名木，又增加了园林古朴高雅的情调。园中的建筑和
小品富于变化，使该园颇有自然山野之趣。此种设计满足了牡丹越冬和避免夏日曝晒的生物学特性需要。
牡丹园是公园占地面积大、植物品种丰富，亭、廊、水、花架等园林小品精致的园中园，位于
地坛公园里面。园内通过整合的设计手法，遵循现已形成的园林布局，采用形态生动，布置形式灵活的自然山石与灌木相结合的形式来处理驳岸，与水榭保持景观风格的统一，充分体现出中国古典园林“师法自然”的造园思想。适合游人休闲、游赏、运动。是一个良好的游览、休憩场所。
本园南入口处有三组山石，六株百年以上的国槐。北侧台地建有六角一座。中部一
汉白玉牡丹仙子雕塑侧卧于花丛翠竹中。雕塑附近矗一组山石，上镌“粉雪千堆”四字。园北部有一《牡丹仙子》大型烧瓷壁画，壁画长17.20米，高4.3米，厚1.4米，取材于《
耳中人》中“葛巾·玉版”篇。壁画对面为一两层阁楼，名为“群芳阁”。