Az erdészeti arborétum telepítését a Gödöllői Erdőigazgatóság 1902-ben kezdte meg az akkori földművelésügyi miniszter, Darányi Ignác rendeletére. Létesítésének eredeti célja a nálunk állományokat nem alkotó fafajok, főleg a fenyők honosítása volt. A világháborúk viszontagságai után 1960-ban az Erdészeti Tudományos Intézet (ERTI) kutatóinak irányításával egy új, nagyszabású telepítési program indult. Ennek eredményeként alakult ki a jelenlegi állománykép, a kutatási céllal kialakított 154 erdőtípussal. A Gödöllői Arborétum különlegessége, hogy olyan erdészeti növénygyűjteménynek számít, ahol a fafajokat a velük kialakult társulásokban, erdőszerűen, a jellemző lágyszárú szint, cserjeszint kíséretében láthatjuk. Az arborétum a természetben megtalálható fafajok és a nemesített erdészeti fajták génbankjaként is működik. Erdei fenyő, kocsányos tölgy, akác, vörösfenyő és sok egyéb faj jól dokumentált törzsültetvényei élnek itt máig.

Az erdészeti kutatások folyamatosan zajlanak a területen az ERTI-vel kötött együttműködési megállapodás alapján. A Pilisi Parkerdő Zrt. az arborétum növényállományának fenntartásához szükséges erdészeti kezelési és fenntartási feladatok ellátását napjainkban is végzi, melyet 2012 októberétől kezdődően az erdőgazdaság Valkói Erdészete lát el.