Conosciute anche con il nome improprio di “piante grasse”, sono piante che si sono adattate a vivere in ambienti aridi anche estremi; pur appartenendo a gruppi sistematici distanti tra loro, queste piante presentano convergenze morfologiche (riduzione delle foglie in spine, fusti che fotosintetizzano, succulenza dei tessuti) e funzionali (un particolare metabolismo fotosintetico), determinate dall'adattamento all'ambiente.

Molte sviluppano tessuti specializzati in grado di accumulare l'acqua (le cellule sono dotate di vacuoli molto grandi, spesso con mucillagini che facilitano questa ritenzione), che cedono gradatamente quando la pianta non può ricavarla dal suolo. Esempi di morfologie caratteristiche sono il fico d'India [Opuntia ficus-indica (L.) Mill.], con foglie trasformate in spine e fusti appiattiti, e “il cuscino della suocera” (Echinocactus grusonii Hildm.), con grosso fusto sferico e spinoso.

La collezione delle piante succulente occupa, durante i mesi invernali, la terza delle serre ottocentesche. Ogni anno, durante la stagione estiva, un ambiente desertico viene ricostruito all'aperto davanti alla palazzina nota come "casa del Prefetto", mentre altre piante della collezione sono collocate a ridosso degli edifici, tra il "teatro botanico" e le serre; altre ancora sono collocate all'interno del muro circolare, in corrispondenza delle quattro grandi porte.