该实验室于2001年由教育部认定，依托北京大学城市与环境学院，由中国科学院院士方精云教授担任主任。实验室科研队伍实力雄厚、结构合理，拥有在岗人员44名，其中研究人员38名，100%拥有博士学位。团队包括院士1名、长江学者3名、国家杰出青年科学基金获得者7人，并形成了一个国家基金委创新研究团队（成员9名）。实验室是北京大学现代自然地理学的重要研究基地，专注于地球表层过程的综合研究。

核心研究方向：主要研究地球表层的地球化学过程、生物过程、物理过程及其相互作用。具体包括：典型生态系统的碳氮通量与物种多样性机制；微量污染物的环境过程、迁移与生态风险；第四纪环境演变与高分辨率古环境重建；区域土地资源优化与可持续利用模型。
科研组织特色：形成了7个由不同专业背景人员组成的非行政实体研究小组。这些小组既能独立开展特色研究，又能根据大型项目需求灵活合作攻关，保障了科研活力与创新能力。
平台与定位：实验室与北京大学地理研究中心密切配合，致力于建设成为地表过程研究领域集前沿探索、人才培养和学术交流于一体的高水平平台。