Tarhaomenapuuta on viljelty vuosituhansien ajan ja sen syntyhistoriasta on edelleen epäselvyyttä. Keskeinen rooli on ollut keskiaasialaisella Malus sieversii -lajilla, joka on saanut suomenkieliseksi nimekseen eevanomena. Tien-shan-vuoriston omenametsiä 1930-luvulla tutkinut kasvinjalostaja Nikolai Vavilov arveli tämän ainoan suurihedelmäisen villiomenalajin syntyneen ilman ihmisen jalostustyötä, erikoistumalla leviämään isoja hedelmiä syövien karhujen avustuksella. Tämä omenapuu kulkeutui jo Antiikin ajalla silkkitietä myöten Kiinaan ja Välimerenmaihin, minkä jälkeen se on mahdollisesti risteytynyt muiden villiomenien kanssa. Vavilovin näkemys, jonka mukaan viljelty tarhaomenapuu ja villi eevanomenapuu ovat yhtä ja samaa lajia, on saanut tukea viime aikojen geneettisistä tutkimuksista.
Nykyisin tarhaomena on levinnyt ihmisen myötä kaikkialle maailmaan ja se on suurimman sadon tuottava viljelyhedelmä maailmassa. Nimettyjä lajikkeita on tuhansia, Suomessakin useita satoja erilaisia. Asianmukaisen hedelmäviljelyn käynnistäminen kartanon mailla kuului tietenkin A. F. Tigerstedtin suunnitelmiin hänen tullessaan Mustilan isännäksi 1901. Varsinaisen arboretumin alueelle omenapuita kuitenkin istutettiin vain pihapiireihin.
2000-luvun puolella arboretumiin on istutettu koemielessä uusia, lähinnä virolaisia ja venäläisiä omenalajikkeita, joita Suomessa on kokeiltu vähän. Eräillä niistä on ruusuomenapuulta (Malus floribunda) periytyvä immuniteetti omenarupea vastaan, mistä johtuen ne soveltuvat hyvin luonnonmukaiseen viljelyyn.