כגוף האחראי לייעור בישראל, קק"ל עורכת כל העת, באמצעות אנשי מקצוע מהארגון ומחוצה לו, מחקרים בתחומי ידע מגוונים, כגון יער, קרקע, מים, מרעה, יער וקהילה, תכנון, אקולוגיה, סביבה ושינויי אקלים. דגש מיוחד ניתן למחקרים יישומיים המציעים פתרון לבעיות שעולות במהלך עבודת קק"ל בשטח היער. באחריות קק"ל ארבע תחנות מחקר המשמשות כאתרי מחקר אקולוגיים ארוכי טווח לטובת פיתוח ממשק בר-קיימא של יערות נטע אדם בישראל.