地球科学学院前身为石油勘探系，是1960年建校伊始创办的主干系之一，1961年开始招收本科生、1984年开招收硕士生、2003年开始招收博士生，是学校建设历史最久的龙头主干院系。学院以油气地质勘查为特色，拥有本科、硕士、博士、博士后完善的高质量人才培养体系，培养出了以原中石化董事长傅成玉等代表的一大批学界精英、商界翘楚和政界栋梁，为我国油气勘探开发做出了重要贡献，已成为油气领域人才培养的摇篮。

学院开设有资源勘查工程（国家一流专业、国家特色专业、国家工程教育认证专业）、勘查技术与工程（国家工程教育认证专业、省一流专业、省重点专业）、地球化学（国家特色专业、省重点专业、学校一流专业）、地质学（学校一流专业、重点专业）4个本科专业，是学校新工科建设试点学院。拥有地质资源与地质工程国家博士授权一级学科，拥有矿产普查与勘探、地质工程、地球探测与信息技术3个博士学位授权点和7个硕士学位授权点，设有地质资源与地质工程博士后流动站，在油气藏形成机理、页岩油气勘探、油气田开发地质、地球物理测井、地震资料处理及解释、地热资源勘查等领域形成科研优势与特色技术，曾获的国家科技进步特等奖1项、国家科技进步二等奖2项、国家自然科学科学二等奖1项，在第四轮学科评估中，地质资源与地质工程学科处于全国第12位。

进入新时代以来，面对能源格局新变化和国际能源发展的新趋势,学院主动对接国家能源革命和“碳中和、碳达峰”重大战略需求，支撑国家加强常规油气及页岩油气勘探开发、加强油气战略储备和加强地热能新能源开发的重大战略部署，依托学校在油气、地热和储气库等领域的优势学科力量，推进产教融合、科教协同和学科专业一体化发展，推进人才培养模式改革。针对行业对拔尖人才的需求，地质学专业与地球化学专业实行大类招生，开设了资源勘查工程本硕连读实验班（单独招生）；针对人工智能油气勘探快速发展的需求，在勘查技术与工程原有的地球物理测井、地球物理勘探两个方向基础上，增开了人工智能勘探方向；针对页岩油气、储气库、地热资源快速发展的市场需求，资源勘查工程专业在坚持油气资源勘查特色基础上，按照油气资源、页岩油气、地热资源、地下储库4个方向分类培养，着力打造以“油气+”为特色、满足当前石油及能源行业发展需要的的高素质、复合型人才。