明代初期，贾、李两姓人家迁居此地，因村西有树林，始名大树林。明万历年间更名木林村，木林镇因此得名。
木林镇地处顺义区东北部，位于顺义、密云、怀柔三区县交界处，东与龙湾屯镇接壤，南与杨镇、北小营镇相连，西临潮白河与怀柔区杨宋镇相邻，北与密云县河南寨镇为邻。镇域面积83.4平方千米。民国初期，木林地区属怀柔县第三区。抗日战争时期，先后属蓟平密、平密兴、平三密等五个抗日联合县。1958年，设木林人民公社。1960年1月，属顺义县。1960年11月，设木林乡。1983年8月，公社改乡。1989年11月，乡改镇。截至2018年末，木林镇有户籍人口有36014人。截至2019年10月，木林镇下辖26个行政村，镇政府驻顺焦路木林段71号。2011年，木林镇工业总产值达到34865万元，工业增加值8+查看详细木林镇概况>>
2024年3月，入选首都文明村镇复查保留名单。
2020年1月，木林镇被授予“2019年北京市体育特色乡镇”称号。
历史沿革：民国初期，木林地区属怀柔县第三区。
抗日战争时期，木林地区先后属蓟平密、平密兴、平三密等五个抗日联合县。
1958年，木林地区设木林人民公社。
1960年1月，木林地区属顺义县。
1989年11月，木林乡改镇。
