Klasiskā izpratnē dendroloģija pēta sēklaugus, kuru pārziemošanas pumpuri atrodas virs zemes. Plašākā nozīmē dendroloģija aptver visus kokaugus – augus ar pilnīgi vai daļēji pārkoksnējušos stumbru. Augu dzīvības formu klasifikācijas sistēmā vairums kokaugu iekļaujas fanerofītu, hamefītu un epifītu tipos. Praksē kokaugi tiek grupēti atkarībā no stumbru veida, zarošanās veida un dzinumu pārkoksnēšanās pakāpes: koki, krūmi, pundurkrūmi jeb sīkkrūmi, puskrūmi, koksnainās liānas. Pēc lapu (skuju) dzīves ilguma kokaugus iedala vasarzaļos, ziemzaļos un mūžzaļos. Dendroloģijas termins tiek izmantots kopš 18. gs. sākuma.

Tā kā dendroloģijas pētniecības objekts ir ar konkrētu taksonomisko piederību nesaistīta augu grupa ar noteiktu morfoloģisku un anatomisku pazīmju kopumu, dominējošu lomu ekosistēmā un īpašu saimniecisku nozīmi, dendroloģija dažkārt tiek uzskatīta par patstāvīgu zinātni. Pēc pētījumu spektra dendroloģija ir starpdisciplināra nozare, kas pēta kokaugu morfoloģiju, ģeogrāfiju, sistemātiku, filoģenēzi, anatomiju, fizioloģiju, ekoloģiju, ģenētiku, introdukciju un aklimatizāciju, kā arī praktisko izmantošanu noteiktu ģeogrāfisku apstākļu kontekstā. Praktisko izmantošanu galvenokārt nosaka introducētā taksona spēja aklimatizēties un bez īpašiem aizsardzības līdzekļiem un pasākumiem ilgstoši augt attiecīgā reģiona apstākļos brīvā dabā. Tādēļ viens un tas pats kokaugu taksons tam labvēlīgos ģeogrāfiskos apstākļos var būt dendroloģijas pētījumu objekts (dendroflora), citos – uzskatāms par viengadīgu vai daudzgadīgu lakstaugu, vēl citos – par telpaugu. Piemēram, praktiskajā dārzkopībā pundurkrūmi un puskrūmi nereti tiek skatīti kopā ar daudzgadīgiem lakstaugiem – ziemcietēm. Sala neizturīgie kokaugu taksoni dekoratīvajā dārzkopībā tiek audzēti kā viengadīgas puķes un telpaugi. Ja pētījumi nav saistīti ar augu introdukciju un aklimatizāciju noteiktā reģionā, fundamentālos ar sistemātiku saistītos pētījumos parasti šie nosacījumi nav saistoši.

Dendroloģiskās kolekcijas un pētījumu virzieni var būt gan plaša profila, gan specializētas – saistītas ar noteiktu sistemātisku grupu vai saimnieciskās izmantošanas jomu. Populārākās ar noteiktu sistemātisko grupu saistītās specializētās kolekcijas: kailsēkļiem (skujkokiem) – pinētumi, rozēm – rozāriji, rododendriem – rododendrāriji, ceriņiem – siringāriji u. c. Ar saimniecisko darbību saistītās specializētās kolekcijas un pētījumu virzieni diferencēti saistībā ar mežsaimniecības kultūrām, augļukokiem un ogulājiem, aromātiskajiem un ārstniecības augiem. 

Ir zināmas ap 18–20 000 kokaugu sugu, no kurām 2/3 aug subtropu un tropu joslā. Cilvēka radīto šķirņu skaits ap 100 000. Kokaugu īpašo vietu dabā nosaka to ietekme augu sabiedrību veidošanā. Augāja augšējos stāvus veidojošo kokaugu vainagi ierobežo zemākos stāvos saņemtās saules enerģijas daudzumu un būtiski ietekmē augšanas apstākļus un sugu sastāvu zemākajos stāvos. Koku vainagi un stumbri ir dzīves un barošanās vide specifiskām augu un dzīvnieku sugām. Atmirusī stāvkoksne un kritalas ir dzīves un barošanās vide saprofītajiem organismiem. Kokaugi stumbrā uz laiku līdz vairākiem simtiem gadu deponē atmosfēras oglekli (C), samazinot ogļskābās gāzes (CO₂) koncentrāciju atmosfērā un tādā veidā regulējot planētas klimatu. Kokaugi kavē sniega kušanu un nokrišņu ūdens aizplūšanu, padarot citiem augiem to ilgāk pieejamu, kā arī ierobežo ūdens un vēja eroziju. Dendroloģija cieši saistīta ar planētas civilizācijas attīstību, nodrošinot to ar izdzīvošanai nepieciešamiem pamatlīdzekļiem: koksni (mājoklim, peldlīdzekļiem, darbarīkiem), miecvielām un krāsvielām (ādu un audumu apstrādei), malku (ēdiena termiskai apstrādei un apkurei), augļiem un to pārstrādes produktiem (ikdienas pārtikai un uzkrājumiem), ārstnieciskajām drogām (pretsāpju, asiņošanas apturēšanas, infekciju un parazītu invāziju ārstēšanai). Daudzās cilvēku kopienās dendroloģiskie objekti joprojām ir pasaules uzbūves izpratnes mitoloģisko modeļu, reliģisko rituālu un tradīciju nozīmīga daļa.

Dendroloģijas pētījumu atziņas ir pamatā zinātniski pamatotai mežu apsaimniekošanai, koksnes un blakusproduktu ieguvei celtniecības, mēbeļu un celulozes ražošanas vajadzībām. Pieaug koksnes kā atjaunojamās enerģijas avota pieprasījums siltumapgādē (enerģētiskā koksne). Palielinās koksnes ķīmiskās pārstrādes produktu pētījumu un izmantošanas apjoms. Kokaugi nozīmīgi kā bioloģiski aktīvo savienojumu, dabisko aromātisko vielu, nepiesātināto tauku ieguves avots farmakoloģijā, kosmētikā un pārtikas rūpniecībā. Dendroloģiskās kultūras nozīmīgas augļkopībā. Dendroloģijai ir nozīmīga vieta apstādījumu ierīkošanā un apdzīvotu vietu mikroklimata veidošanā, dārzu un parku mākslā. Koksnes gadskārtu pieauguma dinamika tiek izmantota būvju vecuma noteikšanā (dendrohronoloģijā) un klimata vēstures pētījumos (dendroklimatoloģijā).

Līdzīgi kā botānikā arī dendroloģijā viens no pētījumu pamatvirzieniem ir kokaugu taksonu savstarpējās radniecības izpēte. Klasiski radniecības noteikšanā izmanto morfoloģisko pazīmju, retāk anatomiskās uzbūves pazīmju līdzības analīzi un areālu analīzi. Gadījumos, kad morfoloģiskās un anatomiskās pazīmes nav pietiekamas, izmanto ģenētiskos pētījumus. Genoma analīze īpaši nozīmīga morfoloģiski līdzīgu taksonu radniecības noteikšanai – pārsvarā vienas sugas populāciju radniecības, tuvradniecīgu taksonu hibridizācijas, morfoloģiski līdzīgu citzemju taksonu invāzijas gadījumos. Taksonu radniecības noteikšanu kopā ar paleobotāniskiem pētījumiem izmanto taksonu filogenēzes un areāla izmaiņu izpētei. Ekonomiski nozīmīgu dārzkopības un mežsaimniecības kultūru selekcija vērsta uz ātraudzīgu, ražīgu un pret slimībām un kaitēkļiem izturīgu šķirņu radīšanu, izmantojot gan klasiskās hibridizācijas un ģeneratīvās pavairošanas metodes, gan attālo hibridizāciju, embriju izolēšanu, klonālo pavairošanu, kā arī gēnu inženieriju.

Par dendroloģijas pamatlicēju uzskata sengrieķu zinātnieku un filozofu Teofrastu (Θεόφραστος) no Eresas, kurš 3. gs. p. m. ē. veicis pirmos augu sistemātiskas grupēšanas mēģinājumus, iedalot tos kokos, krūmos un lakstaugos, un mūžzaļos un lapas metošos augos. No botānikas dendroloģija atdalījās 16. gs. vidū pēc lielajiem ģeogrāfiskajiem atklājumiem. Jaunatklāto zemju izpēte un tur atklāto augu introdukcija, kā arī regulāro jeb franču stila dārzu nomaiņa ar ainavu jeb angļu stila dārziem Eiropā veicināja dendroloģijas pētījumus, grāmatu izdošanu un dendroloģisko kolekciju veidošanu. Pieaugot interesei par dendroloģiju, 19. gs. dibināja dendroloģijas biedrības, palielināja botānisko dārzu skaitu, veidoja specializētas dendroloģiskās kolekcijas – dendrārijus jeb arborētumus: Tārantā, Vācijā (1811); Pēterburgā, Krievijā (1820); Hārvarda Universitātes Arnolda arborētumu (Arnold Arboretum of Harvard University, 1870) ASV; arborētumu Kurnikā (Polijā, 1870); Mustilā, Somijā (1880); Kobē, Japānā (1890); Skrīveros, Latvijā (1891); Mlinani, Slovākijā (1892). Starptautiskā dendroloģijas biedrība (International Dendrology Society, IDS) dibināta 1952. gadā Beļģijā.

Mūsdienu dendroloģijas pētījumi vērsti uz ģenētisko pētījumu metodikas pilnveidošanu taksonu filoģenēzes un sistemātikas izpētei. Augošais pieprasījums pēc celulozes un enerģētiskās koksnes pieprasa jaunu, ātraudzīgu kokaugu kultūru selekciju, izpēti un audzēšanu. Klimata pārmaiņu pētījumi saistīti ar vietējo un citzemju kokaugu sugu izplatības izmaiņām, ko ietekmē klimats un globālā sugu migrācija, tai skaitā invazīvu sugu, jaunu slimību un kaitēkļu izplatīšanās. Ogļskābās gāzes izmešu samazināšanas politika sekmē pētījumu attīstību oglekli akumulējošu kultūru pētniecībā. Klimata pārmaiņas rada nepieciešamību un iespēju vērtēt dekoratīvo un pārtikas kokaugu sortimenta izmaiņas stādaudzēšanā, apstādījumu ierīkošanā, augļkopībā un mežsaimniecībā.

Dendroloģiskie pētījumi cieši saistīti ar kokaugu ekoloģiju, introdukciju un aklimatizāciju noteiktā ģeogrāfiskā teritorijā, tāpēc pētījumu centri izvietoti izkliedēti, saistīti ar lielākajām kokaugu kolekcijām un sadarbojas ar līdzīgos ģeogrāfiskos apstākļos strādājošām iestādēm. Nozīmīgākie no tiem – Kjū Karaliskais botāniskais dārzs (Royal Botanic Gardens, Kew) Londonā, Edinburgas Karaliskais botāniskais dārzs (Royal Botanic Garden Edinburgh) Lielbritānijā, Karaliskās dārzkopības biedrības dārzs (Royal Horticultural Society’s garden) Vizlijā, Harolda Hiljēra dārzs (Sir Harold Hillier Gardens) Hempšīrā Lielbritānijā, Berlīnes botāniskais dārzs un Botānikas muzejs (Botanischer Garten und Botanisches Museum Berlin, BGBM) Vācijā, Tārantas meža botāniskais dārzs (Forstbotanischer Garten Tharandt) Vācijā, Hersholmas arboretums (Arboretet i Hørsholm) Dānijā, N. V. Cicina vārdā nosauktais Krievijas Zinātņu Akadēmijas (ZA) Galvenais botāniskais dārzs (Главный ботанический сад имени Н. В. Ци́цина, РАН) Maskavā, Krievijas ZA V. L. Komarova vārdā nosauktā Botānikas institūta Botāniskais dārzs (Ботанический сад Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН) Sanktpēterburgā, Krievijas ZA Sibīrijas nodaļas Centrālais Sibīrijas botāniskais dārzs (Центральный сибирский ботанический сад СО РАН) Novosibirskā, Ukrainas Nacionālās ZA M. M. Griškas vārdā nosauktais Nacionālais botāniskais dārzs (Націона́льний ботані́чний сад і́мені Мико́ли Миколайовича Гришка́ Націона́льної акаде́мії нау́к України) Kijivā, Hārvarda Universitātes Arnolda arboretums (Arnold Arboretum of Harvard University) Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV), Polijas ZA Dendroloģijas institūts (Instytut Dendrologii Polskiej Akademii Nauk) Kurnikā, Pruhonices dendroloģiskais dārzs (Dendrologická zahrada Průhonice) Čehijā. Daudz dārzu un pētniecības iestāžu specializējušies un ir nozīmīgi atsevišķu sistemātisku, morfoloģisku, ekoloģisku vai noteiktiem saimnieciskiem nolūkiem izmantojamu kokaugu grupu kolekciju veidošanā un pētniecībā.

Nozīmīgākie periodiskie izdevumi ir Mitteilungen der Deutschen Dendrologischen Gesellschaft (kopš 1892; Eugen Ulmer KG), Arnoldia: The magazine of the Arnold Arboretum (kopš 1911; Arnold Arboretum), Dendrobiology (kopš 1955; Instytut Dendrologii PAN). Liela daļa dendroloģijas publikāciju tiek publicēti vispārējos botānikas, augu fizioloģijas, ģeogrāfijas, mežsaimniecības un citu radniecīgu nozaru žurnālos.

Vācu zinātnieki: Leopolds Dipels (Leopold Dippel) izdevis vienu no pirmajām lapu koku monogrāfijām; Kamillo Šneiders (Camillo Karl Schneider) veicis visaptverošu līdz 20. gs sākumam uzkrātās informācijas sistematizēšanu par ziemeļu puslodes lapu koku dendrofloru; Filips fon Zībolds (Philipp Franz von Siebold) pētījis Tālo Austrumu un Japānas dendrofloru; Frīdrihs fon Zīferss (Friedrich Maximilian von Sivers) ieviesis idejas par sēklu izcelsmes nozīmi augu introdukcijā un aklimatizācijā; Karls fon Ledebūrs (Carl Friedrich von Ledebour) pētījis Centrālāzijas un Sibīrijas dendrofloru. Amerikāņu botāniķi: Čārlzs Sārdžents (Charles Sprague Sargent) pētījis Ziemeļamerikas savvaļas dendrofloru; Alfreds Rēders (Alfred Rehder) ir Ziemeļamerikā kultivējamo kokaugu monogrāfijas autors. Japāņu zinātnieks Tomitaro Makino (牧野 富太郎 Makino Tomitarō) ir pētījis Japānas floru. Krievu zinātnieki: Karls Maksimovičs (Карл Иванович Максимович) ir pētījis Austrumāzijas, īpaši Tālo Austrumu, dendrofloru; Vladimirs Sukačevs (Владимир Николаевич Сукачёв) ir pievērsies Austrumsibīrijas dendroflorai.