清華大學於1928成立地理系，著名地質學家翁文浩任首任系主任。地理系招生1929。由於系的發展，到1933，學科得到了拓展，有地理、地質、氣象三個組，分別培養地理、地質、氣象方面的人才，更名為地理系。
抗日戰爭打響後，清華、北大、南開合並，1938年4月改為雲南昆明西南聯合大學。原清華地質系和北京大學地質系合並為地質地理氣象系。抗戰勝利後，三校回遷，原清華地質系和北京大學地質系回到各自學校。清華的骨科氣象科成為壹個獨立的科室。
1950年初，因為當時國家急需地質人才，清華地質系地質科單獨成立了地質系，地質系只留了地理科。
1952年，為適應國家建設，全國各地高校進行了大調整。清華原來的地理系調整到北京大學，和燕京大學歷史系的幾個老師壹起成立了地質地理系。當時借鑒蘇聯培養人才的經驗，在兩個學科設置地理專業，制定教學計劃，培養專門人才。地質地理系，1952有自然地理專業。1955設立經濟地理和地貌學兩個專業，引進部分地質教師，開始招收地質專業學生。這種模式是我國高等地理人才培養的壹個重要變革。
由於文革影響，高校停止招生1966。
北京大學地質地理系恢復招生1972。當時考慮到環境汙染、城市化、衛星遙感技術等世界發達國家對地理學發展的影響，決定將理科專業與應用相結合，自然地理與環境保護相結合，經濟地理與城鄉規劃相結合，地貌學與遙感技術相結合，培養理科應用型人才。這就把地理人才的培養提到了壹個新的階段。它不僅是文學與理論的結合，也是文學、理論、應用、技術綜合的新時代。
1978地理和地質學科分別成立地理系和地質系。地理系由自然地理、地貌學、經濟地理三個專業組成。隨著學科的發展越來越註重應用，為了讓更多的人了解這個老學科的新變化，地理系於1989更名為城市與環境研究系。
由於國家對環境問題的重視，北京大學於2002年將原城市與環境科學系與環境科學中心合並，組建了環境研究所。2007年5月，學校決定將環境學院兩部分分離，原城市與環境研究系成立城市與環境研究學院。學院建設的總指導思想是創建世界壹流的目標。緊密結合國家需求，以學科建設為核心，大力加強師資隊伍和教學科研條件建設，大力提升城市與環境學院人才培養和科研水平，積極推進學院與世界壹流大學的交流合作。通過3-5年的努力建設，學院師資、設施、教學科研水平和主要學科水平保持國內領先水平，部分方面力爭達到國際壹流水平。
全方位、多層次的國際醫院建築模式
學科建設將在教學、科研、管理和社會服務等方面實施全方位、多層次的國際化戰略。采用國際通行的辦學模式和評價體系，加強與世界壹流大學、科研院所、管理機構和企業的聯合辦學和實質性合作研究，建立國內外高層次人才培養基地，推進學科建設國際化。
突出中國特色，發揮學科綜合優勢
學院建設註重國際經驗與中國國情的結合。在學科建設上，註重現有重點學科和重點實驗室的建設，支持和培育壹些國家急需的學科和重要新興學科。發揮學院學科齊全的優勢，在學科布局上註重文、理、工相關學科的結合。從2001開始，國家自然科學基金重點項目和重大研究項目每年都獲得批準，其中2004年重點項目3項，1重大研究項目2項，2005年重大研究項目2項。2008年批準國家自然科學基金項目20項，其中重點項目1。從2001到2004年，每年都有兩個以上的863和973項目參與和主持。平均每年直接進入我院的橫向項目數約為15。
2003年，我院有兩個項目獲得教育部自然科學壹等獎，分別是陶澍教授領銜的“重金屬形態時空分異、影響因素及生態效應”和方精雲院士領銜的“中國陸地生態系統碳循環與植被生產力研究”，蔡雲龍教授領銜的“中國農業農村發展區域評價、區域戰略與操作途徑”獲得當年教育部科技進步壹等獎。
2005年，方精雲院士領導的“中國陸地生態系統生產力與碳循環研究項目”獲得國家自然科學二等獎。許教授(排名第四)“渤海西南沿海油區環境演變衛星監測與預測”獲國家科技進步三等獎。
城市與環境科學學院基礎研究和應用研究同時進行，研究經費接近。研究經費主要來源於國家自然科學基金委、科技部、環保部、住建部等地方政府委托的項目。學院每年直接使用的科研經費維持在6000萬元以上，2012年度科研經費近8000萬元。每年都有國家自然科學基金重點項目和重大研究項目獲批。
在國際國內期刊上發表的論文數量穩步增加，每年在sci和ssci期刊上發表的論文超過80篇。2011以來發表論文的平均影響因子大於3.0。方精雲院士和樸世龍教授在science和nature等頂級期刊上發表了6篇論文。