경상북도수목원은 경상북도 포항시 죽장면, 청하면, 송라면 등 3개 면에 걸쳐 내연산 해발 650m의 고산지대에 위치한다. 국내 최대 규모의 2727만㎡에 달하는 부지를 확보하고 있으며, 1,990종의 수목유전자원을 보유하고 있다.
경상북도 향토고유수종 및 국가 식물유전자원의 보전·연구, 도민의 정서함양을 위한 자연친화적 생태교육체험장 조성, 동해안권 관광지 및 주변 식물원과 연계한 산림생태문화권 형성 등을 목적으로 조성되었다.
1996년 9월 25일 산림환경연구소에서 수목원 조성 전담반을 편성하여 운영하였으며, 1996년 12월 9일에 수목원관리소를 신설하였다. 1997년 11월 20일에 산림환경연구소 수목원관리소 관리사를 준공하고, 1998년 10월 19일에는 산림환경연구소 관리운영과 소속의 수목원관리소를 별도로 운영하였다.
2001년 9월 17일에 내연산수목원으로 1차 개원을 하였다. 2005년 6월 9일에는 수목원조성계획의 변경으로 명칭을 내연산수목원에서 경상북도수목원으로 고치고, 관리면적을 1,052㏊에서 3,222㏊으로 확대하였다. 2005년 9월 23일에는 경상북도수목원으로 2차 확대 개원을 하였다. 2012년 6월 14일에 조성계획 및 면적 변경으로 3,222㏊에서 2,727㏊로 규모를 축소·변경하였다.
수목원은 23개의 주제원으로 구성되어 있다. 생태에 따라 침엽수원, 활엽수원, 무궁화원, 철쭉원, 관목원으로 조성되어 있다. 특성에 따라 지피수원, 숙근초원, 습지원, 울릉도식물원, 가로수원 등 13개 원으로 조성되어 있다. 테마에 따라 연못원, 창포원, 자수화단, 테마정원, 온실로 조성되어 있다.
특히 독특한 생태계를 가진 울릉도 식생을 재현한 울릉도식물원을 보유하여 울릉도 특산식물을 주로 수집하고 있다. 국내 최대 식물보전지구이며, 자연체험학습 및 관람을 위해 조성된 관람분원, 향토 고유수종 보존과 학술연구를 위한 보존구역이 공존한다.