W pawilonach tych eksponowana jest kolekcja roślin charakterystycznych dla basenu Morza Śródziemnego, w tym wiele roślin użytkowych. Ozdobą pawilonu drugiego jest stale owocujący gaj cytrusowy oraz okazała palma feniks (Phoenix canariensis).
W pawilonie trzecim szczególna uwagę zwracają liczne, dużych rozmiarów palmy, wśród których dominuje szorstkowiec (Trachycarpus fortunei). Wyróżnia się też drzewo figowe (Ficus carica), które często pokryte jest dorodnymi owocami. Szczególną atrakcją tego pawilonu jest około 10 metrowy dąb korkowy (Quercus suber), dostarczający cennego surowca, z którego od wieków wykonuje się korki do butelek.
Do ciekawostek botanicznych pawilonu zaliczyć można grupę zastrzalinów (Podocarpus sp.) roślin iglastych, których lancetowate lub jajowate igły łudząco przypominają liście roślin okrytonasiennych. W pawilonie III rośnie jedna z najdłużej rosnących w Palmiarni roślin oliwka europejska Olea europaea, która przetrwała krytyczny dla obiektu rok 1945.