היער הראשון של קק"ל ניטע ב-1908 בבן שמן וחולדה. עד 1945 נטעה קק"ל כ-3,620,700 עצים, ומאז הקמתה ב-1901 ניטעו למעלה מ-230 מיליון עצים, שרובם גדלו במשתלות הארגון.
למעשה, עד שנות הארבעים לא הוקמו משתלות בקק"ל, והשתילים לנטיעות ביערות ישראל נקנו מגורמים שונים. המשתלות הראשונות הוקמו בתום מלחמת העולם השנייה (1945), ואלה שנתמכו כלכלית על ידי הסוכנות היהודית היו המקורות העיקריים של שתילים למפעל הייעור של קק"ל בארץ ישראל.
לפני כ-30 שנה היו קיימות בקק"ל כ-12 משתלות יערניות ברחבי הארץ שסיפקו את השתילים לאזורי הנטיעות השונים. רוב ייצור השתילים נעשה מזרעים שחלקם הגדול יובא מטורקיה ומיוון. כיום רוב הזרעים נאספים בארץ מעצים נבחרים, עצי עלית וממטעי אם לזרעים, בהתאם לתוכניות הנטיעה של המרחבים. נוסף על כך מתבצע איסוף הזרעים בתחום בית הגידול שבו עתידים השתילים להינטע. איסוף זרעים ממקור זרעים משובח הוא ערובה לייצור שתילים עמידים יותר בפני מזיקים ומחלות.
בעבר היו רוב השתילים של קק"ל ערומי שורש, ומצע גידולם היה קרקע מקומית שכ-10% ממנה הובאו מתחום היער. מיני עצי חורש טבעי שלא היה אפשר לשתול כערומי שורש גדלו בשקיות פוליאתילן בנפח של 0.5 ליטר ומעלה.
כיום ישנן שלוש משתלות מרכזיות (בצומת גולני, באשתאול ובגילת) המייצרות כ-1,500,000 שתילים בשנה. גדלים בהן למעלה ממאתיים מיני עצים ושיחים שונים, תוך הקפדה על מקורות זרעים משובחים המותאמים לאתרי הנטיעה. בעבר היו מרבית המינים שגודלו במשתלות קק"ל מחטניים, ואילו כיום כ-40% עד 50% מהשתילים הגדלים במשתלות קק"ל הם מיני חורש טבעי ורחבי עלים אחרים.
מרבית ייצור השתילים בשלוש משתלות קק"ל המרכזיות נעשה מפירות הנאספים על ידי מדור הזרעים ממשתלות, ממטעי אם לזרעים, מעצים מובחרים או מעצים מצטיינים. הזרעים המופקים מהפירות מאוחסנים במרכז הזרעים הארצי בבית נחמיה, ולכל אחד ממקורות הזרעים מונפק מספר זהות ייחודי שילווה את השתיל והעץ הבוגר לכל אורך חייו באתר הנטיעה.
חלק מזרעי עצי החורש הטבעי נמצאים בתרדמה ולא ינבטו ללא טיפולי טרום הנבטה ייחודיים. טיפולי טרום הנבטה מתבצעים במרכז הזרעים בבית נחמיה, ומטרתם להסיר את הגורמים לתרדמה ולעיכוב הנביטה. טיפולים ייחודיים אלו מותאמים לכל מין ומין, ובסופו של התהליך נמסרים למשתלות קק"ל זרעי עצי יער המוכנים להנבטה.
במשתלות מונבטים הזרעים בתנאים מבוקרים בחדר הנבטה. לאחר תחילת הנביטה מועברים הנבטים לחממה לצורך "הקשחה" והתבססות למשך כמה שבועות. לאחר שבועיים-שלושה "מועתקים" הנבטים באופן ידני למגשי גידול סופיים בנפחים שונים (לפי מין הצמח) ועליהם מצעי גידול שונים המותאמים למין ולאורך זמן הגידול.
מצעי גידול השתילים במשתלה מגוונים ומתבססים על תערובות שונות של כבול בתוספת של טוף, ורמיקולייט ועוד. מצעי הגידול השונים מכילים דשנים שונים ("סטרטר", "אוסמוקוט" וכד'), המותאמים לכלי הגידול של השתילים ולמיני עצי היער.
מרבית השתילים גדלים במשך שבעה עד 12 חודשים במשתלה, ובמהלכם הם מקבלים את התנאים האופטימליים להתפתחותם, כולל דישונים, הדברת עשבייה וריסוסים נגד מזיקים ומחלות. לאחר ירידה של 70 עד 100 מ"מ גשם באתרי הנטיעה השונים, נשלחים השתילים מהמשתלה אל היער לצורך נטיעה בבתי גידול מגוונים בכל חלקי הארץ.
משתלות קק"ל מייצרות כ-200 אלף שתילים המיועדים לנטיעות במשקים חקלאיים לצורך תפוקת עץ ומרעה דבורים. קק"ל מייצרת שתילים אלו תוך שיתוף פעולה עם מועצת הדבש ועם משרד החקלאות. התהליך תורם גם להגדלת שטחי "הריאות הירוקות" של מדינת ישראל, ומספק הכנסה כלכלית למגדלי הדבורים ולחקלאים.
בכל ט"ו בשבט מחלקת קק"ל בחינם שתילים לבתי ספר, למועצות אזוריות, לעיריות, לגני ילדים, למחנות צבא, למושבים ועוד, מארגנת נטיעות ביערות ומזמינה את הקהל הרחב לביקור במשתלות, תוך מתן הסברים על תהליכי ההנבטה של השתילים.

הירוי אמרה הוא מנהל משתלת צומת גולני