地球科學學院前身是東北石油學院石油勘探系，是1960年建校伊始創辦的主干系之一。1975年更名為大慶石油學院石油勘探系，2001年更名為大慶石油學院地球科學學院，2010年更名為東北石油大學地球科學學院。

　　  學院下設5個教學科研機構（資源勘查工程系、勘查技術與工程系、地質學系、油氣資源勘查與應用研究所、地球科學實驗中心）和2個管理機構（辦公室和學生工作組）。學院擁有地質資源與地質工程工學博士學位授權一級學科點（省重點學科）和博士后科研流動站，3個博士學位授權點（礦產普查與勘探、地質工程、地球探測與信息技術），6個碩士學位授權點（礦產普查與勘探、地質工程、地球探測與信息技術、地質學、地球化學、地球物理學），2個省領軍人才梯隊（礦產普查與勘探、地質工程）。

　　  學院在職教職工115人，其中專任教師104人、管理人員11人。其中正高級職稱39人、副高級職稱41人。具有博士學位教師76人，具有國外訪問經歷教師17人。博士生導師19人、碩士生導師65人。擁有國務院特殊津貼專家2人，教育部新世紀優秀人才1人。龍江學者特聘教授3人、青年學者1人，黑龍江省杰出青年科學基金獲得者3人，黑龍江省領軍人才梯隊帶頭人2人、后備帶頭人4人，黑龍江省政府津貼專家2人，黑龍江省教學名師1人，黑龍江省優秀教師1人，黑龍江省模范教師1人，黑龍江省“五一勞動獎章”獲得者1人，孫越崎青年科技獎獲得者1人，省高校青年學術骨干1人，CNPC優秀教師4人；校級十佳教師10人，獲校級教學質量優秀獎4人。此外，擁有雙聘院士1人、特聘教授4人、兼職教授3人、客座教授4人。

　　  學院擁有2個省級高校科技創新團隊（油氣成藏與保存、斷裂變形封閉性及與流體運移），擁有1個省部共建國家重點實驗室培育基地（非常規油氣成藏與開發），1個省重點實驗室（油氣成藏機理與資源評價）和3個CNPC重點實驗室（斷裂控藏、天然氣保存與破壞機理、油氣地球化學）。擁有1個國家級實驗教學示范中心（石油工程與地質國家級教學實驗示范中心），1個國家級大學生校外實踐教育基地（河北柳江盆地國家級理科實踐教育基地），2個省級教學團隊（油氣藏形成組研究生優秀導師團隊、資源勘查工程教學團隊），1個省級實驗教學示范中心（油氣資源勘查）、1個省級虛擬仿真實驗教學中心（油氣成藏與勘探），1個校級研究生創新實踐平臺（石油地質類）。此外，建有遼寧興城、松遼盆地周邊野外地質實習、大慶油田生產實踐教學基地和中國石油勘探開發研究院、東方地球物理公司研究院等7個研究生聯合培養與創新實踐基地。地球科學學院是東北石油大學最具實力和特色的學院之一。

　　  學院在建設和發展過程中，不斷開展國際化合作交流以加強人才培養力度。近五年舉辦大型國際、國內學術會議6次，海外參會人數達40人次，特邀國外知名專家和教授14人，其中做講座報告12人次。先后派遣青年教師17人到國際知名大學和科研機構進行海外訪問交流，包括英國帝國理工大學，澳大利亞西澳大學，美國德州農工大學、賓夕法尼亞州立大學、佐治亞理工學院，加拿大卡爾加里大學、里賈納大學，瑞典烏普薩拉大學，奧地利萊奧本礦業大學，新西蘭奧克蘭大學等。通過國外交流訪學已經與各訪問機構建立了合作培養研究生機制，平均每年合作培養博士和碩士研究生3-6人。