국립수목원은 광릉시험림의 천연림을 이용하여 수목원을 조성하였다. 수목원 내에는 산림에 관한 모든 자료를 전시한 산림박물관이 있다. 수목원과 박물관 공사는 1985년 10월 25일에 착수하여 1987년 4월 5일 개장하였고, 뒤를 이어 1989년 삼림욕장을 개장하였고, 1991년에는 산림동물원을 개원하여 산림에 대한 대국민 홍보에 지대한 역할을 하여왔다. 그러나 숲의 보존이 무엇보다 큰 문제로 대두되면서 1997년부터 삼림욕장을 폐쇄하였으며, 주말과 공휴일 입장을 제한하고 5일 전 예약제를 도입하여 1일 입장객을 5,000명 이하로 제한하였다. 또한, 식물 자원화를 위한 다양한 식물종의 확보가 세계적인 관심사로 대두되면서, 이에 대처하기 위하여 1999년 5월 24일에는 임업연구원 중부임업시험장 수목원과에서 산림청 수목원으로 신설 개원되었다.