地球系统科学是以广义的“地球系统”为研究对象，广义的“地球系统”是指整个地球及其携带的一切物质形态，包括固体地球、地球表层和地球空间三部分。
地球系统科学就是研究组成地球系统的这些子系统之间相互联系、相互作用中运转的机制，地球系统变化的规律和控制这些变化的机理，从而为全球环境变化预测建立科学基础，并为地球系统的科学管理提供依据。
地球系统科学研究的空间范围从地心到地球外层空间，时间尺度从几百年到几百万年。
80年代中期以来，地球科学发展迅猛，科学家明确提出地球物理过程与生物过程相互作用的观点，进而形成了地球系统的思想。
1990年，这一观点逐渐成为地学界共识，美国、英国、日本等国纷纷制定相关计划，更促使了这一学科蓬勃发展起来。
地球系统科学就是研究组成地球系统的这些子系统之间相互联系、相互作用中运转的机制，地球系统变化的规律和控制这些变化的机理，从而为全球环境变化预测建立科学基础，并为地球系统的科学管理提供依据。