林木遗传与生物技术重点实验室前身是1955年由我国著名的林木育种学家叶培忠教授在国内率先组建的林木遗传育种教研室，经多代林木育种工作者的不懈努力，于1995年组建了“林木遗传与基因工程实验室”；同年实验室被国家林业局（原林业部）批准为部级重点开放实验室；2000年被江苏省人民政府批准为省级重点开放实验室；2004年将原来为林产化学加工工艺国家林业局重点实验室中的生物工程方向调整到实验室中，组成了新的实验室——林木遗传与生物技术重点实验室；2006年通过凝炼和优化，申报成立了江苏省林木遗传与生物技术重点实验室实验室。 

实验室依托于南京林业大学林木遗传育种国家级重点学科。目前实验室的学术委员会主任为余世袁教授教授，实验室主任为施季森教授。经过近60年的建设，已形成一支学术水平较高，实力雄厚，年龄结构较为合理的教学和科研队伍，目前41名在职人员中，教授20人（其中55岁以下教授14人），具有博士学位者27人。实验室已取得了一批具有国际先进水平和国内领先水平的科研成果，共获得40多项国家、部（省）级科技进步奖，其中获国家科技进步一等奖3项，国家级科技进步二、三等奖10余项，林业部科技进步一等奖2项，林业部科技进步二、三等奖10项，省级科技进步二、三等奖10项，以及1项国家发明四等奖；1999年王明庥院士获得何梁何利奖、2002年江苏省农业科技功臣称号、2010年度获江苏省科学技术突出贡献奖。实验室重新整合以来，出版了专著7部、发表了科研论文500多篇，其中被SCI收录的论文有近200篇；申请国家发明专利59项，已经获得授权23项；通过国家和省级审定林木（含花卉）新品种14个。近年来，实验室承担包括国家“973”（2项）、“863”（10项）、国家自然基金重大项目（2项）在内的各类科研课题近70多项。 

目前作为林学和生物学两个博士后流动站的重要组成部分，有硕、博士学位授予权点6个，已培养了硕、博士研究生400多名；依托实验室设置有生物技术专业的本科培养点，已成为林学和生物学人才培养的重要基地。实验室的依托学科于1993年被原林业部命名为“林业部重点学科”。1994年被江苏省人民政府命名为“江苏省重点学科”。在1995年和1997年两次中期评选中被评为优秀学科；2000年在江苏省重点学科总结性评估验收中又被评为先进集体。2007顺利通过国家有关考核评估，获国家重点学科资格的重新认定，再次入选国家级重点学科。实验室还获得2004年江苏省总工会颁发的“五一劳动奖状”。