地球环境所成立于1999年，前身是1985年成立的中国科学院西安黄土与第四纪地质研究室，是中国科学院知识创新一期工程中唯一升格为研究所的单位。
地球环境所以“探索地球环境奥秘、服务生态文明建设”为使命，瞄准地球科学科技前沿，开展多尺度气候环境变化机理研究，致力于为地球系统科学发展做出创新性贡献，面向人与自然和谐共存的重大需求，为黄土高原及我国西部生态屏障建设提供战略科技支撑。
地球环境所秉承“如履薄冰、奋发图强”的黄土精神，扎根西部、砥砺前行，提出了一系列原创理论，使中国黄土成为国际公认的全球变化三大支柱之一，不断引领黄土与全球变化研究。研究成果8次获国家自然科学奖，3次入选中国科学十大进展。黄土与第四纪地质国家重点实验室连续7次评估优秀，研究所两次国际化评估中被认定为“世界级的大陆环境变化研究中心，具有世界级研究水平”。
地球环境所现有在册职工145人，包括中国科学院院士2人、发展中国家科学院院士2人、美国科学院外籍院士1人、欧洲科学院院士1人、美国地球物理学会会士2人、英国皇家化学会会士1人、国家级人才计划入选者10余人，同时还有客座及其他流动人员百余人，形成了一支由固定科学家和国际、国内客座科学家组成的科研队伍。
地球环境所现有五个研究单元、七个管理部门、四个支撑系统，拥有黄土科学全国重点实验室（筹）、两个国家野外科学观测研究站和三个省部级重点实验室，是科技部认定的国际科技合作基地和创新人才培养示范基地，是中国科协认定的首批全国科普教育基地。设有地质学博士后流动站，地质学和环境科学与工程2个一级学科博士及硕士研究生培养点，及资源与环境（专业硕士）二级学科硕士研究生培养点。
“十四五”期间，地球环境所将面向全球变化应对、黄河战略等国家重大需求，加强黄土与全球变化相融合的多尺度气候变化动力学和未来发展趋势研究，为区域地球系统科学发展做出重要贡献，将高水平基础理论成果应用于黄土高原生态环境保护和黄河流域高质量发展，引领亚太区域地球系统和气候环境变化影响与适应研究，持续发挥全球影响力。
