学院的前身可以追溯到1938年成立的国立西北工学院矿冶工程学系地质组，五十年代中期，在原西北工学院矿冶工程学系地质组任教的袁耀庭教授奉命筹建地质系，1957年上半年得到教育部的正式批准。1957年7月，西北工学院矿冶工程学系及新批准成立的地质系并入到西安交通大学，同时设立了矿产地质勘探专业。1958年西安交大地质系和采矿系及部分基础课教师成建制分出成立了西安矿业学院。地质系成为当时西安矿业学院唯一的二个系之一。学制5年。

1959年，西安矿业学院地质系在矿产地质勘探专业基础上，增设了“地质测量与找矿”专业，并将“矿产地质勘探”专业改为“煤田地质勘探”专业。1960年，撤销“地质测量与找矿”专业，改为“矿井地质”专业。1961年“矿井地质”专业与“煤田地质勘探”专业合并。

1966年起到1971年六年期间，受“文革”影响，学校停止招生。1969年12月地质系随学校开始疏迁韩城，1971年3月迁回西安。1972年起至1976年正式招生三年制本科工农兵学员，1977年起恢复高考制度，开始招收四年制本科生。1978年原采矿系测量教研室并入地质系并成立“矿山测量”专业，同年开始招生。1987年10月新增“水文地质与工程地质”专业，1988年开始招生第一届本科生。1988年10月，矿山测量专业从地质系分出，成立测量工程系。1993年根据市场需要，增设“矿产综合利用与营销”专科专业1个，仅招生1届。1993年之后再未招生。1993年按照教育部目录要求将“煤田地质与勘探”专业调整为“地质矿产勘查”专业，同时增设“无机非金属材料”本科专业。“无机非金属材料”专业1994年开始招生。1998年按教育部新专业目录， “地质矿产勘查”专业和“水文地质与工程地质”专业的一部分合并为“地质工程”专业，“水文地质与工程地质”的另一部分对应调整为“环境工程”专业。次年“环境工程”专业招生。1998年4月“无机非金属材料”本科专业从地质系分出，划归新成立的材料工程系。1999年，地质系更名为地质与环境工程系。2010年新增“煤及煤层气工程”本科专业，次年开始招生。2013年应教育部本科专业统一调整要求，“煤及煤层气工程”本科专业合并到“资源勘查工程”本科专业，当年开始停止招生。

1979年“煤田地质与勘探”专业开始招收硕士研究生（由中国矿业大学授予学位）。1984年获批“煤田、油气地质勘探”学科硕士学位授予权。1995年“地质矿产勘查”专业停招1年，硕士点调整，撤销“煤田、油气地质勘探”硕士点学科，新上“水文地质与工程地质”及“矿物加工工程”（与新材料系联合）两个学科的硕士学位授予权。1996年“地质矿产勘查”专业恢复招生。1997年，“水文地质与工程地质”硕士点对应调整为“地质工程”硕士点。

2002年6月地质博物馆在临潼校区建成，10月正式开馆。2003年获批地质工程二级学科博士学位授予权，获批矿产普查与勘探学科及环境工程学科硕士学位授予权。在矿业工程一级博士学科下自设矿山环境工程二级学科博士点。2003年地质工程学科获批陕西省重点学科。2004年获批地质工程领域工程硕士授予权。2005年地质工程专业获批陕西省名牌专业。2005年重新申请获批资源勘查工程本科专业，次年开始招生。2006年获批环境科学与工程一级硕士学科授予权及地球探测信息技术硕士学科授予权。

2008年地质与环境工程系更名为地质与环境学院。2008年地质工程专业获批省级特色专业点及国家级特色专业建设点，地质工程学科确定为陕西省国家重点学科培育学科。2009年获准设立地质资源与地质工程博士后科研流动站。2009年地质工程专业获批省级人才培养模式创新实验区。2011年地质资源与地质工程学科获批陕西省重点学科，资源勘查工程专业获批省级特色专业点，地质工程专业获批省级教学团队。2011年获得“地质资源与地质工程”一级学科博士、硕士学位授予权。2011年，地质工程专业（煤田地质与矿井地质方向）获批加入教育部“卓越工程师教育培养计划”。2012年地质工程专业获批陕西省专业综合改革试点。2014年地质与环境实验教学中心获批陕西省实验教学示范中心。2014年获批陕西省研究生联合培养示范工作站。

2015年地质工程专业通过中国工程教育专业认证协会的认证。2017年地质工程专业为被确定为陕西省一流专业建设项目，资源勘查工程专业为确定为陕西省一流专业培育专业。