中国高等学校中设立的第一个地质学系。1909年创办时称京师大学堂地质学门，1912年京师大学堂改称国立北京大学，1913年地质学门暂停招生，1917年恢复招生，1919年改称地质学系。1937年北京大学南迁至长沙，1938年在昆明﹐与清华大学﹑南开大学组成西南联合大学，设地质地理气象学系。1946年迁回北平後仍称地质学系。1952年高等学校院系调整，地质学系与清华大学等校有关系科，组建了北京地质学院（见中国地质大学），北京大学设地质地理学系，1955年地质学专业恢复招生，1978年恢复单独设立地质学系。何杰、王烈、王绍瀛、李四光、谢家荣、孙云铸等曾任系主任。丁文江、章鸿钊、翁文灝、谭锡畴、袁复礼、杨钟健、侯仁之、乐森浔、何国琦等诸多地质学家都曾在该系任教。

1949年以前毕业生为303人，约占同期各大学地质学系（组）毕业生的一半，1949～1988年毕业生有2196人﹐其中有2058名大学本科生，138名硕士和博士研究生。北京大学地质学系的毕业生中许多已成为学术带头人和地质事业的骨干力量，其中38人先後成为中国科学院地学部委员。

北京大学地质学系是地质学多学科的教肓和科学研究的理科学系，设有构造地质学、岩矿及地球化学、古生物学及地层学、地震地质学4个本科生专业。构造地质学、岩石学、矿床学、地球化学、古生物学及地层学、地球动力学6个硕士生专业。古生物学及地层学、构造地质学、岩石学、矿床学4个博士生专业。在校本科生近400人，研究生74人。

该系除教学实验室和地层陈列馆外，还有设备优良的供科研用的10余个大、中型实验室，以及一个岩石圈地质科学研究所，承担著国家地质学的重点研究任务。北京大学地质学系与国外几十所大学及地质研究单位建立了联系和交往。不定期地出版《地质研究论文集》。