研究所成立于1966年2月，由中國科學院地質研究所地球化學研究室、昆明地質工作站和中科院貴陽化學所等單位合并組成。幾代地化所人開拓進取，努力前進。重視學科建設，在我國建立和發展了以礦床地球化學、環境地球化學、第四紀地球化學、天體化學、實驗地球化學、有機地球化學、同位素地球化學、元素地球化學、構造地球化學、流體包裹體地球化學為主的地球化學學科體系；重視隊伍建設，是我國首批碩士、博士學位授權單位和首批博士后流動站建站單位，在所學習和工作的14位科學家先后當選院士；重視實驗室建設，是全國建立了兩個以上國家重點實驗室的少數科研機構之一；重視學術交流，創建了全國一級學會—中國礦物巖石地球化學學會，為推動全國同行的學術活動發揮了重要作用；重視科技創新，取得了包括獲國家科技進步特等獎和國家自然科學一等獎在內的一系列重大成果，為地球科學的發展和國民經濟建設做出了重要貢獻。