清華大學擁有悠久輝煌的地學歷史，是我國最早開展地學學科教育和科學研究的高校之一。1928年，清華大學校長羅家倫基于中國國土范圍之廣而地理知識之貧乏，決定在清華興辦地理學，提出“我們不要從文史上談論地理，我們要在科學上把握地理。”1928年11月，清華大學成立了地理學系，1932年更名為地學系，下設地理、地質、氣象三組。其后，清華大學地學系經歷數次重組調整，抗戰時期也曾一度中斷。1952年，清華大學地學系和氣象系被調整到北京大學；地質學系被調出，參與組建北京地質學院。
在二十余年的發展歷程中，曾經的清華地學系共培養畢業生200多人，為中國培養了一批著名學者、專業精英，如楊遵儀、謝義炳、劉東生、葉篤正等。他們耕耘在地理、地質、氣象等領域，為國家關防、邊地開發和氣象事業作出了重要貢獻。據不完全統計，共有41位畢業生當選為中國科學院地學學部院士。
時隔57年，在廣大師生、校友的推動下，2009年學校決定圍繞全球變化開展地球系統科學研究，以此恢復建設清華地學學科。地球系統科學突破了以往地學單圈層、孤立、多以定性研究的傳統，以大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈和冰凍圈的相互作用為研究內容，緊跟時代發展步伐，走了一條符合國家迫切需求，國內外獨具特色，具有旺盛生命力的高度學科交叉的辦學之路。2016年清華進一步成立了地球系統科學系，這也是國內第一個地球系統科學系。
過去9年來，清華大學地學系獨辟蹊徑，發展具有大跨度學科交叉、系統性強、定量化水平高、能夠解決全球變化問題的地球系統科學，并在徐冠華院士領導的科學指導委員會的指導下，制定了學科發展路線。清華復建地學堅持科學與政策并重，理論與實踐結合，實現數據積累、模式發展、科學發現、科學和社會應用的平衡發展，逐步呈現出注重數據收集、走定量化研究的道路、重視解決全球性問題、注重新型智庫中心建設等四個方面的特點。地學系師資力量高度國際化，積極參加國際氣候變化談判和氣候模式比較，為發出中國聲音作出了貢獻。2009年-2018年地學系共發表SCI論文930余篇，高質量論文逐年上升。其中高被引論文48篇，熱點論文7篇。
櫛風沐雨九十載，歌行砥礪；春華秋實滿庭芳，華章再續。在新的歷史時期和機遇下，地學系將進一步加強學科建設，圍繞全球氣候變化重大挑戰和地球系統科學前沿問題，匯聚培育高端人才，并推動取得重要成果；牢牢抓住全面提高人才培養能力這一核心點，堅持立德樹人，為國家培養更多地學領域拔尖創新人才；在學校“雙一流”建設中發揮更大作用，特別是面向學校加強地學教育，普及并推進全球問題研究，為學校和國家的人才培養提供更豐富、更高水平的支持。
