中国科学院地球环境研究所于1999年经中国科学院批准，由中国科学院黄土与第四纪地质国家重点实验室升格而成，并于同年5月纳入中国科学院知识创新工程试点。
地球环境研究所从国家和社会紧迫需求中凝炼重大基础科学问题，开展我国大陆环境变化的历史、规律和趋势，环境变化的过程和机理，地球环境科学新技术和新方法研究。创新三期中将努力实现三个重要转变：实现从“过去全球变化研究”到“过去与现代相结合的全球变化研究”的转变；实现“从季风环境到季风－干旱环境”乃至“区域与全球变化研究相结合”的转变；实现“从自然过程到自然与人类相互作用过程”的转变，争取把我所建设成为国际高水平的大陆环境科学研究基地和人才培养基地。根据中国科学院资环局、人教局建议和地球环境所知识创新工程三期任务的战略重点，研究所对学科方向进行了调整和凝练，将科研布局整合为当前的4个研究室：古环境研究室、现代环境研究室、粉尘与环境研究室和加速器质谱中心；研究所同时有黄土与第四纪地质国家重点实验室，该实验室连续五次被国家科技部、国家基金委评为“优秀实验室”，是我国地学领域2个享此殊荣的国家重点实验室之一。2004年，该实验室又被授予 “国家重点实验室计划先进集体”称号。
多年来，地球环境研究所及其前身黄土与第四纪地质国家重点实验在“东亚环境变迁的季风控制论”、“青藏高原隆升及其气候效应”、“气候突变事件”、“大气粉尘”和“社会可持续发展对策”等领域做出了突出贡献。在2001年科学院知识创新工程试点评估中，研究所人均“基础性、战略性和前瞻性”贡献位居全院第二，居资环系统首位。据《中国科学院资环局和资源环境信息中心2005年度报告》统计，地球环境研究所2002-2004年人均发表SCI论文数为2.88、3.08、3.16篇/年，连续三年居资环系统首位。国家自然科学基金委《关于评选国家自然科学基金管理工作先进集体和先进工作者的通知》中，地球环境研究所近10年获基金项目资助率达到了55%（申请项目数71项，资助项目数39项），居全国200余家大学/科研机构的首位。
近年来，研究所承担了多项国家重点基础研究发展规划(973)项目、国家自然科学基金重点项目、中国科学院重要方向项目和重大国际合作项目的科研工作，取得一批重要科研成果。代表性的成果是：在院知识创新工程试点二期工作中（2001-2005年），地球环境研究所在亚洲大陆环境系统演化及其与全球变化关系研究领域取得了重要进展，在东亚大陆环境及世界范围内的季风环境演化研究中具有重要国际学术地位，一些成果达到该领域的世界前沿水平；此外，研究所在Nature和Science共发表论文5篇，使我所科研人员参加的工作在Nature/Science上发表的文章达到了平均1篇/年；同时，研究所还抓住东亚沉积类型多样，覆盖环境单元广泛的地域优势，通过大陆环境科学钻探工程，为我国大陆环境领域研究积累了大量宝贵的第一手原始研究材料，钻取了各类环境单元的岩芯样品达6000余米。
地球环境研究所现有职工 60余人，中国科学院院士2人，研究员10人、副研究员和其他高级专业技术人员15人，客坐流动人员50余人。形成了一直由国际、国内两个科学家群体组成的科研队伍。在青年科学家队伍中，7人先后为国家杰出青年科学基金获得者，2人为百人计划获得者，5人获全国百篇优秀博士论文。
地球环境研究所拥有先进的高精度实验系统，主要大型仪器包括：加速器质谱仪、超导磁力仪、MAT-252质谱、X衍射仪、X荧光光谱仪、碳分析仪、ICP-MS质谱、低本底液闪仪、激光粒度仪、热释光/光释光测年系统、常规及小样品AMS制靶系统、树轮宽度/密度仪及配套的影像系统、荧光/偏光显微镜和生物高清晰电视影像系统、多种型号气溶胶采样仪、Internet和局域网络系统及工作站。
研究所图书馆现有藏书近4000册，中文期刊150余种，外文原版期刊Nature、Science等5种，并已建成图书期刊的微机检索系统。
研究所现有第四纪地质学硕士、博士学位授予权，环境科学硕士学位授予权，以及地质学博士后流动站。
地球环境研究所开展广泛的国内、国际合作,吸引了大批国内外知名科学家来所长时间研究和工作，具有很高的国际化研究程度。目前已与中科院有关研究所、北京大学、复旦大学、西安交通大学、国家地震局等二十多个单位，以及美国、英国、法国、奥地利、加拿大、日本、澳大利亚、荷兰、韩国、俄罗斯、瑞典、香港等20余个国家和地区建立了合作研究与学术交流关系。
研究所将进一步以“地球环境”为中心，面向国家的战略需求，瞄准国际科学前沿，追求原始科学创新，实现跨越式发展，争取将研究所建成独具特色的大陆环境研究的世界一流研究所，为我国经济建设、社会经济可持续发展不断做出基础性、战略性、前瞻性的贡献
