Die Muskauer Baumschulen spielten von Beginn an eine Schlüsselrolle bei der Entstehung des Parks. Hier wurden die Bäume für die Parkpflanzungen kultiviert. Höchstwahrscheinlich wurde hier auch die Muskauer Varietät der Traubeneiche gezüchtet. Zu Pücklers Zeiten und in den Anfangsjahren der Baumschulen erstreckten sie sich über lediglich 4 Hektar in der Nähe des Lerchensees, der seinen Namen den dort rastenden Vögeln verdankte.

In späteren Jahren, insbesondere unter dem zweiten Standesherrn von Muskau, dem Prinzen Friedrich der Niederlande, sowie unter der Leitung des Parkinspektors Eduard Petzold, vergrößerten sich die Baumschulen erheblich auf die heutige Fläche von rund 20 Hektar. Gemeinsam mit dem angrenzenden Arboretum bildeten sie eine der bedeutendsten Gehölzsammlungen Europas. Für seine Parkanlage benötigte Pückler nicht nur Jungpflanzen, sondern auch ältere, stattlichere Exemplare von Eichen und Linden. Ergänzend zu den Baumschulen rief er daher eine „Baumuniversität“ ins Leben und erlernte die Verpflanzung selbst 40-jähriger Bäume.

Anfang des 20. Jahrhunderts wurden in den Baumschulen zahlreiche Obstbaumsorten gepflanzt, darunter mehr als 250 Apfelsorten. In den Jahren 1920–1923 wurden zwei langgestreckte Gewächshäuser mit einem zentral gelegenen Palmenhaus errichtet. Die verschiedenen Abschnitte dieses Gebäudekomplexes zeichneten sich durch unterschiedliche Temperaturen und die dort kultivierte Pflanzenwelt aus. Das repräsentativste Gebäude, das Palmenhaus, war für tropische Pflanzen bestimmt und diente den damaligen Standesherren – der Familie von Arnim – für Repräsentationszwecke.

Dieser Gebäudekomplex bestand jedoch nur 21 Jahre. Während des Zweiten Weltkriegs wurden die Bauten vollständig zerstört. Überlieferungen zufolge sollen in den 1950er-Jahren noch Überreste der Palme sichtbar gewesen sein, für die dieses Glashaus einst errichtet worden war.