地球和空间科学学院由地球物理与空间科学技术系、地球化学与行星科学系组成，前身为1958年中国科大建校时设立的应用地球物理系、地球化学和稀有元素系，时任中国科学院地球物理所所长赵九章和中国科学院地质所所长侯德封分别担任两个系的首任系主任。1978年学校进行系科调整，设立了地球和空间科学系；2001年12月，学校成立地球和空间科学学院，现任执行院长为倪怀玮教授，党委书记、副院长为雷久侯教授，副院长李锐教授、耿雷教授，党委副书记熊成。