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 תחנות מחקר המשמשות כאתרי מחקר אקולוגיים ארוכי טווח לטובת פיתוח ממשק בר-קיימא של יערות נטע אדם בישראל.
קק"ל משקיעה משאבים רבים בעריכת מחקרים ובהפעלת מגוון גופי מחקר הפועלים בתחומי העיסוק של הארגון וכן בהפצת הידע והנגשתו לאנשי המקצוע ולציבור הרחב.