北京大學(xué)地理學(xué)教育的歷史最早可追溯到1904年在京師大學(xué)堂文學(xué)科中設(shè)立地理學(xué)門(mén)。但據(jù)王恩涌先生考證，當(dāng)年僅僅是個(gè)計(jì)劃，并未實(shí)現(xiàn)。在北大最早講地理學(xué)課程的是張相文教授，他1917-1919年在北大講授《中國(guó)地理沿革史》，編有《中國(guó)地理沿革史》講義。

北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院的學(xué)科發(fā)展歷史與清華大學(xué)的地理系和燕京大學(xué)的歷史系有更直接的淵源。清華大學(xué)于1928年成立地理系，著名的地質(zhì)學(xué)家翁文灝擔(dān)任第一任系主任。地理系于1929年招收學(xué)生。由于系的發(fā)展，到1933年，在學(xué)科上有了擴(kuò)大，下設(shè)地理、地質(zhì)、氣象三個(gè)組，分別培養(yǎng)地理、地質(zhì)、氣象方面的人才，改名為地學(xué)系。

抗日戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)始后，北大、清華、南開(kāi)三校合并，于1938年4月在云南昆明改為西南聯(lián)合大學(xué)。北大地質(zhì)系與原清華地學(xué)系合并為地質(zhì)地理氣象學(xué)系。抗戰(zhàn)勝利，三校回遷，北大地質(zhì)系與原清華地學(xué)系各回本校，清華原地學(xué)系的氣象組也單獨(dú)成系。

1950年初，因當(dāng)時(shí)國(guó)家急需地質(zhì)人才，清華地學(xué)系中的地質(zhì)組單獨(dú)成立地質(zhì)系，地學(xué)系只留有地理組。

1952年，為適應(yīng)國(guó)家建設(shè)，全國(guó)高校進(jìn)行大調(diào)整，原清華的地學(xué)系調(diào)整到北京大學(xué)，與燕京大學(xué)歷史系少數(shù)教師一起成立地質(zhì)地理系。當(dāng)時(shí)，學(xué)習(xí)蘇聯(lián)培養(yǎng)人才的經(jīng)驗(yàn)，地理學(xué)采取按二級(jí)學(xué)科成立專(zhuān)業(yè)的方法，分別制定教學(xué)計(jì)劃以培養(yǎng)專(zhuān)門(mén)人才。在地質(zhì)地理系，1952年設(shè)有自然地理專(zhuān)業(yè)。1955年又設(shè)立了經(jīng)濟(jì)地理與地貌兩專(zhuān)業(yè)，同時(shí)引進(jìn)部分地質(zhì)學(xué)教師，開(kāi)始招收地質(zhì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生。這種方式是我國(guó)地理學(xué)高等人才培養(yǎng)上的重要變化。

由于文化大革命的沖擊，高校于1966年停止招生。

北大地質(zhì)地理系于1972年開(kāi)始恢復(fù)招生。當(dāng)時(shí)，考慮到世界發(fā)達(dá)國(guó)家在環(huán)境污染、城市化與衛(wèi)星遙感技術(shù)等方面對(duì)地理學(xué)發(fā)展的影響，確定地理學(xué)的專(zhuān)門(mén)人才培養(yǎng)采取理科專(zhuān)業(yè)與應(yīng)用相結(jié)合，自然地理與環(huán)境保護(hù)結(jié)合，經(jīng)濟(jì)地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃相結(jié)合，地貌與遙感技術(shù)相結(jié)合以培養(yǎng)理科應(yīng)用人才。這使地理學(xué)人才培養(yǎng)又提高到一個(gè)新階段。它不僅是文、理結(jié)合，而成了文、理、應(yīng)用、技術(shù)大綜合的新時(shí)代。

1978年，地理學(xué)方面的學(xué)科與地質(zhì)學(xué)方面的學(xué)科分別成立地理系與地質(zhì)系。地理系下設(shè)自然地理、地貌和經(jīng)濟(jì)地理三個(gè)專(zhuān)業(yè)。隨著學(xué)科發(fā)展日益重視應(yīng)用的趨勢(shì)，也為了讓更多人了解這一老學(xué)科的新變化，于1989年將地理學(xué)系改名為城市與環(huán)境學(xué)系。1993年，環(huán)境科學(xué)本科專(zhuān)業(yè)開(kāi)始招生。2000年，城市規(guī)劃五年制本科專(zhuān)業(yè)開(kāi)始招生。

由于國(guó)家對(duì)環(huán)境問(wèn)題的重視，北大在2002年將原城市與環(huán)境系與環(huán)境科學(xué)中心合并成立了環(huán)境學(xué)院。2003年，生態(tài)學(xué)本科專(zhuān)業(yè)開(kāi)始招生。2007年5月， 學(xué)校決定將環(huán)境學(xué)院的兩部分分開(kāi)，原城市與環(huán)境學(xué)系所屬部分成立了城市與環(huán)境學(xué)院。