地理科学系的历史可以追寻到1902年创办的京师大学堂师范馆史地科，其后发展成北平师范大学史地系，抗日战争时期随学校西迁至陕西，后来再次西迁至现址兰州十里店,时称国立西北师范学院地理系。
2000年原地理系各专业重组为地理与环境科学学院，地理系更名为地理科学系。地理科学系现以培养地理科学专业（师范类）本科生为主，已形成了硕士研究生、研究生课程进修班、师范类本科、成人教育及各类自考辅导班在内的完整教育教学体系。
地理科学系在科学研究方面亦取得了丰硕的成果。在科学出版社、人民出版社、高等教育出版社、中国地图出版社等国家权威出版社和专业出版社、地方出版社出版著作近20部；在各类学术刊物发表论文数百篇，完成各类科研课题、建设项目近百项。