中國西南野生生物種質資源庫在成立之初就獨創了“五庫一體”的保存模式，即以植物種子庫為核心庫，兼具植物離體庫、植物DNA庫、動物種質庫、微生物庫，該模式成為世界生物學界的一大創新之舉。
其中，植物種子庫，是中國西南野生生物種質資源庫的核心所在，保存對象是正常性種子。通過干燥和冷凍技術，對種子進行長期存儲，同時為資源利用和科學研究提供材料。
植物離體庫主要保存中間性和頑拗性種子以及難以用種子保存的植物，保存的材料包括試管苗、愈傷組織、塊根、塊莖、鱗莖、球莖、珠芽、花粉、孢子及其他微繁殖體或培養物。
植物DNA庫主要服務植物DNA庫提取、保存野生植物的總DNA用于科學研究，如篩選和鑒定具有重要價值的功能基因等，是保存珍稀瀕危物種遺傳資源的另一種手段。
動物種質庫主要保存珍稀瀕危特有的野生脊椎動物種質資源，兼顧收集野生近緣種和特種經濟動物的種質資源。
微生物庫則長期、安全、有效地保存具有重要經濟價值的大型真菌種質資源，同時加強對放線菌和特殊生境微生物種質資源的收集。
為保證庫內寶貴野生植物種子資源的安全，該種質資源庫采取了一系列嚴密的安保措施。在電力供應方面，種子保存設施采用雙回路供電。主電路斷電后，自動切換另一條電路供電；如果兩條電路都斷電，備用的大功率柴油發電機將在45秒內啟動，繼續供電。種子干燥和冷藏都有兩套空氣干燥制冷壓縮系統循環使用，可確保設施穩定。
在該種質資源庫，種子保藏是基礎，研究應用是靈魂。2017年，依托該種質資源庫建設的“國家重要野生植物種質資源共享服務平臺”正式被科技部、財政部列入我國首批28個國家科技資源共享服務平臺之一。2019年，“國家重要野生植物種質資源共享服務平臺”更名為“國家重要野生植物種質資源庫”，成為我國30個國家生物種質與實驗材料資源庫之一。
近年來，該種質資源庫結合新一代測序技術的發展，針對核心DNA條形碼在一些類群中鑒定率不高的問題，提出了DNA條形碼2.0的概念；通過二代測序技術體系的建立和完善，解決了高度降解樣本的建庫測序技術難題；并開創性地提出利用保守引物進行DNA長片段擴增富集，獲得被子植物完整的葉綠體基因組；完成稻屬AA-基因組普通野生稻、尼瓦拉野生稻、非洲栽培稻、短舌野生稻、長雄蕊野生稻、展穎野生稻和南方野生稻7個物種的基因組計劃，在國際上首次構建了多達8個水稻及其近緣物種的比較與進化基因組學研究框架，為我國和世界水稻科學家高效地發掘與利用野生稻種質資源奠定了堅實的科學基礎。
該種質資源庫研究團隊還開發了質體基因組精準組裝工具GetOrganelle；揭示了溫帶竹類復雜的輻射演化和網狀進化歷史；解析了豆科植物深度系統發育關系，揭示了植物質體基因組可能的雙親遺傳進化模式；以橡膠為研究對象，揭示了大戟植物染色體進化、膠乳生物合成途徑。
此外，該種質資源庫還通過其官網，實現了植物學基礎信息、資源保藏信息以及保藏現狀等信息數據和種質資源實物共享。近年來，種質庫累計服務用戶單位321個，服務用戶2437人次，向124家機構分發共享13179份、共522475粒植物種子。
