Voluto da Federico Strada, cultore di flora alpina, l'Orto fu progettato a partire dagli anni Ottanta del Novecento: nel 1986 fu approvata la costituzione di un consorzio formato da varie istituzioni (Regione Toscana, Corpo Forestale dello Stato, Comunità Montana dell'Appennino Pistoiese, Università di Firenze, di Pisa e di Siena) per la gestione delle attività e nel 1987 fu inaugurato.

L'Orto intende valorizzare gli aspetti forestali della zona, di cui la vicina Riserva Naturale Orientata di Campolino costituisce l'esempio più significativo. Nella Riserva, istituita nel 1972, si trovano gli ultimi residui di boschi indigeni di abete rosso (Picea abies). Oltre ad abeti, faggi e alberi ad alto fusto, l'Orto presenta una ripartizione in aree "tematiche", tra le quali una zona umida con una piccola torbiera, una roccaglia calcarea ed una silicea con molte specie tipiche della flora di altitudine dell'Appennino Pistoiese (genziane, sassifraghe, primule, mirtilli, gigli, orchidee). Con il termine "roccaglia" (dal francese rocaille) si indicavano alcune bizzarre architetture rustiche, decorate da stalattiti artificiali e da conchiglie, diffuse nei giardini italiani dei secoli XVII e XVIII.

L'Orto Botanico è, inoltre, il punto di partenza di due itinerari: uno permette di visitare la riserva di abete rosso (Picea abies) di Campolino, mentre un altro attraversa i boschi dell'alta Val Sestaione, giungendo fino alle Regine. Completa il percorso il Centro Didattico di Fontana Vaccaia, allestito dal 1997 nella Stazione del Corpo Forestale. La presenza di materiale bibliografico specifico, di attrezzature per lo studio delle piante e di una sala per la proiezione di filmati e diapositive ne fanno un centro ideale per lo svolgimento di attività di ricerca e divulgazione scientifica. È, inoltre, in corso di allestimento un piccolo museo naturalistico che dovrebbe esporre manufatti tipici della montagna pistoiese, oltre ad un erbario contenente numerosi campioni essiccati della flora locale.