林木遗传育种全国重点实验室于2011年获科技部批准，由东北林业大学与中国林业科学研究院联合共建的林业行业首个国家重点实验室。2022年为响应国家林业战略需求，重组为全国重点实验室。由中国林业科学研究院、东北林业大学、南京林业大学和北京林业大学联合共建。是我国林业行业的第一个全国重点实验室。实验室聚焦国家生态文明领域重大战略需求，重点围绕生态安全、木材安全、乡村振兴等战略部署，开展林木遗传育种科学研究，旨在解决种质资源、育种和繁育等林业种业核心基础难题与关键技术瓶颈，有效支撑生态文明建设和林草事业高质量发展。

实验室凝聚了一批国内外林木遗传育种及相关领域的杰出中青年科学家和优秀创新团队，包括国际木材科学院院士1人、国家高层次人才计划特聘教授1人、国家优青1人、海外优青2人、省部级人才12人以及全国林草科技创新团队1个、黑龙江省头雁行动计划创新研究团队1个等。

实验室拥有科研用房5000平方米，仪器总价值达6700余万元，科研苗圃用地60000平方米以上。实验室建立了运行良好的仪器开放共享平台和完善的专业技术平台，满足从基因水平到分析测试不同层次的科研工作需求。此外，实验室还拥有“111计划——林木遗传育种学科创新引智基地”、全国林草科普基地、国家白桦良种基地、黑龙江省林木种苗检验检测中心，以及黑龙江省林木遗传育种国际合作联合重点实验室等。

“十四五”期间，实验室新增主持和承担各级各类科研项目经费金额合计1.8亿；发表SCI论文440余篇；授权专利74项；出版著作14部；起草标准5项；培育新品种34个；审(认)定林木良种40项；获中国青年科技奖1项以及省部级科学技术二等奖9项。在木材形成的分子机制等多个方向处于国际领跑水平。