Rousseau, qui avait dédaigné la pratique de l’herboristerie médicinale chez Madame de Warens, découvre véritablement la botanique à Môtiers, en 1762, et s’y livre avec passion en Angleterre et à Monquin, comme plus tard à Paris. Il entretient une correspondance botanique fournie, avec des aristocrates savants comme Malesherbes, ou en Angleterre avec la duchesse de Portland.
De 1771 à 1774, Rousseau réalise un herbier pour la fille de madame Delessert, la petite Madelon, et écrit Les lettres sur la botanique. Il entreprend également la rédaction d’un Dictionnaire des termes d’usage en botanique resté inachevé.