中國培養高級地質學人材的教學單位。其前身為東南大學地學系。1924年開始招收地質科學生。1928年東南大學改稱中央大學後，1929年秋獨立設地質學系。1949年學校更名為南京大學。1952年浙江大學地質學系教師併入，1986年改稱地球科學系。竺可楨、朱森、徐克勤等曾任系主任。有徐克勤、郭令智等教授25人，副教授57人，高級工程師6人。塗光熾、葉連俊、程裕淇、盧衍豪、周明鎮、業治錚、丁國瑜等為兼職教授。系內設有古生物學及地層學、構造地質學、水文地質學及工程地地質學、巖礦地球化學、放射性礦產地質學等5個專業，8個碩士生專業，7個博士生專業，1個博士後流動站。構造地質學、礦床學（含地球化學）和水文地質學及工程地質學為全國重點學科。除8個教學研究室外，還設有花崗巖、火山巖及成礦理論研究所，工程勘察所，地下水資源環境研究室，備有先進的儀器設備。1949～1990年共培養本科畢業生3668人，碩士畢業生271人，博士畢業生36人，其中許多人已成為地質科研、生產中的中堅力量。地球科學系還承擔和參加瞭國傢重點科研項目，與國內外有關單位有著廣泛的學術聯系，並辦有刊物《南京大學學報（地球科學版）》。