北京大学是我国最早开展环境科学教学和研究的机构之一。自20世纪70年代起，在我国率先开展兰州光化学烟雾污染、北京西郊环境质量评价和官厅水库水质研究。根据学科发展的需要，于1982年成立了北京大学环境科学中心，负责组织和协调北京大学环境科学的研究和教学工作。1978年开始招收硕士生，1985年设立环境化学博士点（后改为环境科学博士点），2000年获得"环境科学和工程"一级学科博士点授权，2001年被评为国家重点学科。2002年6月18日成立了北京大学环境学院，在院系整合过程中，以环境科学中心和技术物理系的环境化学教研室为基建成立了环境科学系。
环境科学系的教师队伍，是一支年轻化、高学历化、富有朝气的、学科结构合理的工作团队。现有教职员28人，拥有博士学位的教师占55%，其中院士1人、教授6人、博导6人。
在学科建设方面，环境科学系充分发挥北京大学文理学科的优势，形成了以大气环境、环境管理和可持续发展三个学科方向为支柱的环境科学框架。现有环境化学、大气环境、环境管理、可持续发展、环境经济、环境法、环境工程、环境影响评价、环境生态、水环境科学与技术等研究方向。拥有环境科学的硕士点、博士点和博士后流动站、大气环境的硕士点、生态学的硕士点和环境法学的硕士点。其主要特色如下：
①在大气环境科学领域，具有多种研究手段和开展系统研究的能力。不仅拥有完备的外场观测设备和技术，而且建立了可用于大气边界层物理和大气环境模拟的国内最大的环境风洞、大气化学反应历程的实时在线模拟装置等独特手段，形成了大气环境化学和大气环境模拟与控制两个各具特色的学科方向。在光化学烟雾污染、酸沉降、细粒子污染和臭氧层科学方面提出了一系列创新性的理论和方法，培养了一批高层次的大气环境科学教学和科研人才。大气环境研究的深度和系统性在国内同类学科具有优先地位，曾获国家科技进步一、二、三等奖共四次，许多研究成果成为国家和地方政府进行科学决策的依据。近期在国内率先提出复合型大气污染的概念，已引起国际同行的广泛关注和浓厚兴趣。
②基于管理、规划、经济、法学以及社会学等多学科的交叉融合而成的环境规划与管理科学，曾组织了我国第一例综合环境规划研究"湄洲湾新经济技术开发区环境规划"，获教育部科技进步一等奖。此外还针对臭氧层保护开展了国家管理-经济-技术的系列研究。1993年率先在高校建立了机构开展可持续发展理论与实践的研究。该方向注重开发环境管理与决策支持的基本理论方法，并应用于实践，并最终纳入到政府的宏观社会、经济与环境决策、企业微观决策和公众对环境保护参与的个人行为决策中。
③在环境科学的教学和科研中，坚持"以人为本"，注重环境与健康，强调环境污染的健康效应，开展了大量的流行病学和环境毒理学的研究，取得了显著成果。2000年北大和北医的合并，极大地加强了环境与医学的结合，北京大学985重点项目环境荷尔蒙/二噁英实验室的建立，推动了环境与健康的相关研究，形成了北京大学环境医学的学科方向并正在逐步完善。
④注重将环境科学的最新研究成果应用于实际，直接服务于国家和地方政府的环境管理部门，为他们的环境管理决策提供科学依据。
⑤广泛的国际合作网络，通畅的国际合作渠道，丰富的国际合作经验，是环境科学系的另一项重要资本。同国外专家学者进行频繁的学术交流与共同合作，建立了一个相互交流信息并共同发展的合作网络，不仅可以紧紧把握国际环境理论研究的前沿，而且还通过合作网络积极参与国际环境问题的解决。
目前，环境科学系开设的主要课程：大气环境化学、污染气象学、环境数学方法、环境规划学、环境管理学、环境经济学、环境生态学、环境数据处理、环境质量评价学、环境流体力学、大气探测与监测、环境科学中的现代测量技术、环境工程、系统分析与仿真、环境水力学、水环境模型、环境信息系统、气溶胶原理与技术、给水与废水处理原理、全球环境问题、环境中物质的循环和转化、大气污染防治原理、大气化学模拟与模式、环境与可持续发展理论讨论班等37门课程。此外，还在全校开设通选课：文明与环境导论、环境保护与可持续发展、全球环境问题、环境科学导论、环境系统工程概论与环境材料导论。开设了若干开放课：大气污染防治原理（清华大学）、职业与环境流行病学（医学部）、环境医学（医学部）、近代毒理学
（医学部）、健康危险性评价和管理（医学部）。去年新增的课程有：环境与可持续发展理论研讨班、中国传统城市生态美学、环境中物质的循环和转化、比较环境政治研讨班。
环境科学系在未来的发展道路上，将瞄准国际环境科学的发展前沿和中国环境与发展的实际需要，重点发展五个领域，即环境污染化学、环境管理、环境污染治理理论与技术、环境生物学和环境与发展，以培养环境与发展所需的复合型高层次人才为重点，以多学科整合和多方位开放联合的"政学研产"一体化为发展模式，通过不断创新和励精图治，使环境科学系成为世界一流的环境科学研究和人才培养基地；成为我国可持续发展和环境决策的思想库，成为我国环境科学技术产业化的基地。