北京市木樨园体育运动技术学校的前身是1983年成立的四块玉体育训练基地，1993年迁至丰台区光彩北路4号，并正式更名为北京市木樨园体育运动技术学校。1993年底，工体训练基地并入学校，1998年花样游泳队由先农坛迁入，学校规模不断扩大。学校已成为
北京市体育局最大的训练基地。
在北京市政府和体育局的大力支持下，学校投资近两亿元人民币进行硬件设施的建设，使得训练条件和训练环境达到了国内一流水准。学校现有光彩体育馆、游泳馆、综合训练馆（含健身房、室内垒球训练馆）、手球训练馆、排球训练馆、田径场（含垒球场）等，共计5万平方米。其中，面积达800平方米的垒球训练馆是国内唯一的室内垒球训练馆。新建的运动员公寓12747 平方米，同时，学校配有运动员餐厅、医务室、图书阅览室、游戏厅、多功能厅等辅助设施，为运动员提供了良好的食宿、医疗康复、文化娱乐条件。
学校现有垒球、手球、排球、男子柔道、摔跤、游泳、跳水、花样游泳等八个
奥运会项目，12支运动队，教职员工共计700多人。曾先后培养出（按姓氏笔画）王睿、李娜、贡明、张艳红、陈琳、郎平、杨晓君、晁娜、梁小桥、韩雪等多名世界冠军。2000年第27届奥运会，跳水运动员李娜获得女子10米双人跳台第一名，女子
10米跳台第二名，实现了学校跳水项目夺取奥运金牌零的突破。