地球科学专业作为一个独立学科诞生的历史并不久远，但构成该学科的地质学基本知识和课程却有着悠久的历史。1983年，美国国家航空航天局第一次提出了地球系统科学的思想。
1986年4月，美国国家研究委员会提议将涉及矿物学、岩石学和地球化学等学科领域的“地球物质研究”列为国家级研究课题，该项研究于1988年被纳入美国国家基金会的“行星地球统一理论”战略计划，并成为该计划中最优先发展的领域。
1988年，美国国家航空航天局进一步提出了地球系统科学计划，将地球作为由相互作用着的各个组元(大气圈、水圈、土壤—岩石圈、生物圈等)组成的统一整体系统来研究，使学科林立、呈离散发展的地球科学的面貌焕然一新，并为学术界创立了一种整体、高层次的研究框架，为在大时空尺度上预测地球环境的变化奠定了基础。
1989年，美国在大陆动力学研究国家计划中阐明了16个最重要的科学问题及对应的国家战略，试图在板块学说之外解释大陆上的大多数动力学过程;同年，在美国国家科学院首次科学前沿论坛上又对地球动力学模式这一前沿领域展开了深入的探讨。
1991年，美国国家研究委员会正式同意对地球工程学作进一步研究，由此又开辟了一个崭新的地球科学专业研究领域。