ბაღის გაშენების პირველივე წელს სხვა ფიტოგეოგრაფიულ განყოფილებებთან ერთად საფუძველი ჩაეყარა ე.წ. “იტალიურ ბულვარს” -ახლანდელ ხმელთაშუაზღვის ფიტოგეოგრაფიულ განყოფილებას. ამ ბულვარის ხეივანში მრავალ ყვავილოვან მცენარესთან ერთად დაირგო ქვამუხა, ზეთისხილი, ხემარწყვა, ხამეროფსის პალმები და სხვა მერქნიანი სახეობები.

მას ბოტანიკური ბაღის ჩრდილო-დასავლეთი ნაწილის, რკინიგზის გასწვრივი ზოლი და მისი მიმდებარე ტერიტორია უკავია. იგი 5.07 ჰა ფართობზეა განლაგებული, სამხრეთიდან ავსტრალიურ, ხოლო ჩრდილოეთიდან ჩრდილოეთ ამერიკულ განყოფილებას ესაზღვრება.

ხმელთაშუაზღვის ქვეყნებიდან მცენარეთა ინტროდუქცია, ჯერ კიდევ XIX საუკუნის 80-იან წლებში დაიწყო. გაცილებით ადრე, ვიდრე ბათუმის ბოტანიკური ბაღი დაარსდებოდა.

ამჟამად, ხმელთაშუაზღვის ფიტოგეოგრაფიული განყოფილება წარმოდგენილია 30 ოჯახის, 41 გვარის, 75 სახეობით. მთლიანად ბაღის ტერიტორიაზე, აღრიცხულია 42 ოჯახის, 48 გვარის, 87 სახეობა. მათ შორის, ბუნების დაცვის საერთაშორისო კავშირის (IUCN) წითელი ნუსხის 22 სახეობაა.

ფიტოგეოგრაფიულ განყოფილებაში უძველეს ნარგავებს შორის აღსანიშნავია, - ხერკინის (Parrotia persica) და წაბლისფოთოლა მუხის (Quercus castaneifolia) უდიდესი ინდივიდები, ზღვისპირა და შავი ფიჭვი (Pinus pinaster, P. nigra), ქვამუხა (Quercus ilex), შებუსული და კავკასიური ცაცხვი (Tilia tomentosa, T. caucasica) ბოკვი (Acer velutinum), მონსპელიეს და ჩვეულებრივი ნეკერჩხალი (Acer monspesulanum, A. campestre).

ხმელთაშუაზღვის ფლორის წარმომადგენელთაგან ადგილობრივ პირობებს, კარგად ეგუებიან: კეთილშობილი დაფნა (Laurus nobilis), ჯოჯო (Ulex europea), არღავანი (Cercis siliquastrum), მარადმწვანე კვიპაროსი (Cupressus sempervirens), ზღვისპირა ფიჭვი (Pinus pinaster), ხამეროფსის პალმა (Chamerops humilis).

მრავალი მათგანი ფართოდაა გამოყენებული დეკორატიულ მებაღეობაში: ბზები (Buxus sempervirens, B.balearica), ჭყორი (Ilex aquifolium), მისი ჭრელფოთოლა: ვერცხლისფერი და ოქროსფერი ფორმები, ჩვეულებრივი ოლეანდერი (Nerium oleander), ჰამეროფსის პალმა (Chamerops humilis), ქვამუხა (Quercus ilex), კორპის მუხა (Quercus suber), ძახველი (Viburnum tinus), როზმარინი (Rosmarinus officinalis).