西安石油大學1958年開始創辦石油地質專業。1980年學校恢復重建后，于1985年在原油田開發系下成立了地質教研室。1996年成立了學校直屬的石油天然氣地質研究所。2001年鑒于石油工業勘探開發形勢需要，開始恢復資源勘查工程專業（油氣勘探方向）本科招生。2003年根據石油工業勘探開發形勢和學校建設多科性教學研究型大學、加強石油主干學科的需要，成立了資源工程系。2006年，在原資源工程系的基礎上成立了油氣資源學院，2012年更名為地球科學與工程學院。

學院自2003年成立以來，一直秉持“特色辦院，教學立院，學術興院，人才強院”的理念，各項事業取得了跨越式快速發展。目前，學院設4個系（石油地質系、基礎地質系、地質工程系、應用地球物理系）4個研究機構（非常規天然氣資源研究中心、石油天然氣地質研究所、應用地球物理研究所、地質實驗測試分析中心）。擁有陜西省油氣成藏地質學重點實驗室、全國石油和化工行業“致密油氣地質重點實驗室”、陜西省非常規油氣勘探開發協同創新中心和西安石油大學油氣地球物理勘探評價重點實驗室。學院依托陜西省優勢學科地質資源與地質工程，設有資源勘查工程、勘查技術與工程、地質工程、地球信息科學與技術4個工學本科專業和地質學1個理學本科專業，其中資源勘查工程專業為國家級特色專業、陜西省特色專業和陜西省一流專業，已于2018年通過國家工程教育專業認證。現有地質資源與地質工程碩士學位授權一級學科及礦產普查與勘探、非常規油氣地質與勘探、油氣田開發地質、地球探測與信息技術、地質工程和礦物學·巖石學·礦床學6個碩士授權點年均在讀本科學生1000余人，研究生200余人，外國留學生10余人。現有資源與環境1個工程碩士學位授權學科，該學科在讀研究生100余人。學生畢業主要面向國有大中型石油地礦企事業單位，從事工程技術設計、科研和管理等工作，多年來，畢業生就業率一直保持在95%以上。實驗室面積約7700平方米，擁有大型科研儀器18臺套，大型專業軟件4套，各類標本1萬余件，設備總值3800余萬元。地震資料處理解釋系統、高分辨率場發射掃描電鏡、油氣成藏綜合模擬平臺等達到國際先進水平。

學院現有教職工110人，專任教師95人，其中教授、副教授及高級工程師共49人，具有博士學位的教師90人，占94%。教師中有享受國務院政府津貼專家2人、入選國家“新世紀百千萬人才工程”1人、教育部“新世紀優秀人才支持計劃” 1人、陜西省有突出貢獻專家1人、陜西省“三五” 人才1人、陜西省教學名師2人。另有特聘中國科學院院士1人，美國科學院院士1人，兼職教授和兼職研究生指導教師30余人。

學院科研實力雄厚，科研特色鮮明，科研成果突出。先后承擔了國家“973”、 國家“863”、國家科技攻關、國家科技重大專項、國家支撐計劃、國家自然科學基金等多項國家級科研項目，以及中石油、中石化、中海油、中化集團、國土資源部、陜西省及相關石油企業等委托的大量科研項目。科研方向主要集中在油氣成藏地質學、非常規油氣地質與勘探、天然氣地質學、沉積學和儲層地質學、地球化學、含油氣盆地構造學、油氣田開發地質學及地震勘探、地球物理測井和綜合地球物理勘探等領域。經過多年努力，逐步形成了油氣成藏與勘探評價、非常規油氣地質評價、油氣地球物理綜合評價“三大”特色。科研成果獲國家科技進步獎、省部級科學技術獎多項。主要科研成果在學術界和石油企業產生了廣泛影響，為我國油氣勘探開發生產與石油地質科技事業的發展做出了重要貢獻。（資料截至2020年3月）