长期以来，学校充分发挥学科优势，坚持自主创新，积极推动产学研结合，在科学研究、科技创新、科技成果转化等方面取得了显著成绩。学校现有“林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室”、“江苏省速生木材及农作物秸秆材料工程研究中心”、“国家林业局南方林木种子检验中心”等40个省、部级研究开发机构、重点实验室和工程研究中心，有59个校级研究所和研究中心。学校每年在研课题600多项，近年来，承担包括“973”、“863”、国家科技支撑项目、“948”项目和部、省重点项目累计700余项，国家自然科学基金累计300余项。通过鉴定的科研成果及批准专利600余项，有290项成果获国家、部省级以上奖励。其中，国家发明一等奖1项、二等奖2项、三、四等奖各1项；国家自然科学奖二等奖1项；国家科技进步一等奖5项，二、三等奖40项；部、省级奖励239项。学校主办有《南京林业大学学报(自然科学版、人文社科版)》、《林业科技开发》和《室内设计与装修》等学术刊物，其中《南京林业大学学报》为中国核心期刊，《林业科技开发》已成为中国科技核心期刊。
南京林业大学积极开展对外学术交流，与美国、加拿大、英国、法国、芬兰、瑞典、日本、越南等20多个国家的50多所高校或科研机构建立了广泛的学术交流和研究合作关系。学校具有招收外国留学生和招收港、澳、台学生的资质。为引进国外优质教育资源并向海外推出学校品牌特色专业，学校与美国密西西比州立大学、阿拉巴马农工大学、北卡州立大学、加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）、多伦多大学、日本东京大学、越南林业大学及新加坡南洋艺术学院等签订合作交流协议，积极探索多形式、多层次的合作办学模式。与加拿大UBC两个中外合作办学项目已获得教育部批准。
目前南京林业大学注重依托雄厚的地域经济优势和优越的人文、自然条件，积极探索为经济建设和社会发展服务的有效途径，努力把学校建设成为以林科为特色，以资源、生态和环境类学科为优势，理、工、农、文、管、经、哲、法、艺等多学科协调发展，具有一定国际影响的高水平特色大学。