1909年京师大学堂地质学门，由丁文江、李四光等地学大师引领，成为中国地质科学教育的摇篮；地球物理系、遥感与地理信息系统研究所均为新中国最早的相关教学与科研单位；三系、所于2001年组建成立学院。学院经历百余年的辉煌历史，共培养两院院士54名，并形成具有重要国际影响的学科，北京大学的地球科学领域国际排名居中国综合性大学之首。

2017年，基本科学指数（ESI）全球地学机构高被引榜单上排名第62位，进入世界前1%；2018年，QS世界大学学科排名中列全球第33位，US NEWS & WORLD REPORT全球大学排行上名列第17位，两者均居综合性大学亚洲第一。

学院现有中国科学院院士2人，北京大学讲席教授4人，博雅特聘教授14人，博雅青年学者27人。