雙子葉植物綱木蘭亞綱的一個較原始的科。廣義的木蘭科包括有木蘭亞科、八角亞科、五味子亞科、水青樹亞科等，狹義的木蘭科指木蘭亞科和鵝掌楸亞科。
木蘭亞科各屬形態相似，形成天然的組合。喬木或灌木，常綠或落葉，植物體具油細胞。單葉互生、全緣，稀分裂，托葉盔帽狀包圍頂芽，小枝具環狀托葉痕。花兩性，稀單性，單獨頂生或腋生，萼片與花瓣6～21，通常無明顯區分，雄蕊及雌蕊均多數，各部離生；每心皮胚珠2～14顆，昆蟲傳粉。聚合果的成熟心皮皮為蓇葖。種子1～10數顆。節多葉隙。導管具梯狀穿孔板，很少為單穿孔，通常具侵填體；木薄壁組織豐富，為離管或為輪界狀；韌皮部通常切向疊生，具纖維層或無纖維層，並具楔形射線。花粉粒橢圓形，遠軸單溝，染色體基數x＝19。共15屬約260種，常間斷分佈或局限分佈於一定地區，但主要分佈於北半球的亞洲東南部、北美東南部及中美，少數種類分佈於亞洲馬來群島及南美洲。中國產11屬約140種，主要分佈於雲南、廣西、廣東等3省區。
木蘭亞科植物常含有花青素苷(proanthocyanins)、生物堿如苯甲基－異喹林（beniyl-isoqumoline CHCH：NCH：CH)或阿樸非（aporphinetype）；生氰酸(cyanogo-nic)；通常在葉表皮細胞壁積聚有矽石(silica)，薄壁組織(尤其是葉的薄壁組織中)常具圓點香精油細胞，油細胞有時溶於粘液腔，也經常具細小的草酸鈣結晶。在中國北緯34°以南至海南島是森林中主要上層樹種。木材為散孔材，紋理直，結構細，材質輕軟，幹燥少開裂，易施工。有些種類如合果含笑屬，材質堅硬、刨面光滑、美觀、抗蟲耐腐強，為制造高級傢具、重要建築的上等木材。
木蘭亞科的代表植物有：①木蓮，為常綠大喬木，樹皮灰褐色。葉革質，狹倒卵形、狹橢圓狀倒卵形。花單獨頂生，花被片9，3輪，純白色。每心皮具胚珠8顆，聚合果紅色。產華南常綠闊葉林中，適宜生長於排水優良、土層深厚的酸性土壤。木材供建築、傢具、板料、細木工用材。同屬樹種中國約30餘種。②華蓋木，為常綠大喬木，樹皮灰白色，全株各部無毛。葉革質，長圓狀倒卵形或長圓狀橢圓形。葉柄上無托葉痕，幼葉在芽中平展，緊貼次一幼芽。外輪3片紫紅色，內2輪白色。花單獨頂生，花被片9，雄蕊多數，藥室內向開裂，藥隔伸出成長尖，雄蕊群卵形，綠色具粗短柄，胚珠每心皮3～5顆。聚合果倒卵形或橢圓體形（圖1）。
單屬種，特產雲南東南部，海拔1300～1500米的溝谷常綠闊葉林中。為珍稀造林樹種。③雲南擬單性木蘭，產雲南東南部及廣西西南部，生長於1200～1500米常綠闊葉林中。同屬有5種，特產中國長江流域以南至臺灣，常綠大喬木，葉革質，卵狀長圓形或卵狀橢圓形。托葉與葉柄離生，在柄上無托葉痕。花白色，花被片12，4輪。雄花的雄蕊多數。兩性花的雌蕊群具柄。聚合果長圓狀卵形，成熟蓇葖背縫開裂。峨眉擬單性木蘭、樂東擬單性木蘭、恒春擬單性木蘭等均為稀有珍貴樹種。本屬的花為雄全兩性異株，雄蕊群及聚合果具短柄；小枝節間密而呈竹節狀；托葉與葉柄離生；幼葉在芽中不對摺而緊貼次一幼芽。木材解剖性質介乎木蘭屬與含笑屬之間。枝、葉、花、果及木材解剖特征是木蘭亞科中較特殊的類群。④合果含笑，產雲南西南部，海拔500～1500米熱帶雨林中，常與
龍腦香科樹種混生。為常綠大喬木。葉橢圓形或披針形。花單獨，腋生，黃白色，花被片18～21，6片1輪，心皮多數，完全合生，雌蕊群具柄。聚合果肉質，倒卵形，橢圓狀圓柱形，成熟蓇葖完全合生，幹後不規則小塊狀脫落。花粉粒較小，覆蓋層光滑，上面常具微細顆粒。花期8～10月，果熟期翌年2月。木材堅硬，刨面光滑美觀，抗蟲耐腐力強，為傢具、建築的上等用材。
此外，本亞科中的長喙厚樸、厚樸、凹葉厚樸的樹皮為重要的中藥“厚樸”。望春玉蘭、紫玉蘭的花蕾含有揮發油，檸檬醛，丁香酚，桉油精等，為重要的中藥“辛夷”。另有不少種類如香子含笑及野含笑的樹皮、花、葉、果實的種子也供藥用。還有一些種的葉、花芳香可提香精浸膏、薰茶。木蘭屬種類的花大艷麗、芳香，栽培供觀賞。中國唐代已經栽培，不少種類如滇藏木蘭、山玉蘭、紫玉蘭、玉蘭、小花木蘭（天女花）等早為世界各地引種。此外，本科還有不少珍稀或瀕危樹種如華蓋木、香木蓮、大葉木蓮、大果木蓮、大葉木蘭及石碌含笑等。
木蘭亞科種類幼齡耐陰，長大喜陽光，適宜生長於肥沃、溫涼濕潤、排水良好的土壤，不耐嚴寒。多數種類萌發力強，生長速度快，用種子、壓條、分蘗、嫁接繁殖。
本亞科植物化石分佈較廣，最早見於亞洲東部、西歐、北美的上白堊統，在中國宜昌、松遼盆地以及江漢平原下白堊統上部都有梭形的木蘭科花粉。
鵝掌楸亞科的代表種有鵝掌楸。
按照廣義木蘭科的概念，本科還包括有：
五葉子亞科，其代表種有：①五味子，產中國東北、華北，生長於山地雜木林中。落葉木質藤本，全株近無毛，小枝褐毛。單葉，膜質，廣倒卵形或卵形，邊緣疏生腺鋸齒。花單性，雌雄異株；花梗細長，花被片6～9，粉紅色；雄花有雄蕊5；雌花心皮17～40。穗狀聚合果深紅色（圖2），
莖、葉和果可提芳香油。果入藥，味甘酸而核仁苦，並有咸味，五味具全故名“五味子”。功能祛痰、滋補、收，是常用中藥。②南五味子，主要產於中國南方，生於山坡林下。為常綠木質藤本，無毛。枝幹呈棕褐色，葉紙質，長橢圓形。花單性，異株，花黃色，雄花的雄蕊多數，集成頭狀。漿果多數，密集成肉質球形。熟時深紅色。全株入藥、有滋陰強壯、活血理氣、祛風活絡、消腫止痛之效，可治胃炎。
八角亞科，見八角科。
水青樹亞科，見水青樹。
木蘭科植物的分類系統變動較大。如А.Л.塔赫塔江、Α.克朗奎斯特的分類系統把廣義木蘭科的木蘭亞科、五味子亞科、八角亞科、水青樹亞科等均提升獨立成科。中國胡先驌的被子植物的一個多元的新分類系統(1950)把八角科提升為目。劉玉壺的木蘭科分類系統的初步研究（1984）將狹義的木蘭科分為二亞科、二族及四亞族。（見被子植物門）