本实验室于2002年1月经科技部批准成立，依托北京师范大学和中国科学院遥感与数字地球研究所联合共建，是我国目前唯一进行遥感科学基础研究的国家级重点实验室。
实验室主任为宫鹏教授，凝聚了我国遥感界的一批骨干力量，拥有中科院院士4人，研究员、教授37人，副研究员、副教授35人，其他研究人员13人。实验室引导了我国遥感科学领域的不断发展，在国际上树立了Li-Strahler几何光学学派，在遥感基础理论研究方面享有盛誉。
实验室主持过多项攀登计划、863计划、重点基金、NASA基础研究项目及973项目"地球表面时空多变要素的定量遥感理论及应用"等国家级重大科研项目。

本实验室面向农业、林业、气象、全球变化、水文、生态等领域，提供以下遥感科技服务：
1.多角度遥感技术服务：开展不同地表反射、辐射非朗伯特性研究，建立多角度遥感模型，研制多角度遥感设备，提供多角度遥感数据处理与反演理论方法，为地表时空多变要素监测提供技术支持
2.遥感基础试验服务：根据测量目标和研究需求，提供测量仪器选型、技术规范制定、精度评估及标准算法加工处理服务，获取满足遥感模型研究及验证所需的高质量数据
3.星机地综合遥感服务：组织开展星-机-地遥感综合实验设计，获取多尺度遥感数据及配套地面参数，支持大面积星载遥感图像推广应用的田间测量验证，提供机载遥感数据桥梁服务
4.遥感辐射机理与应用服务：研究电磁波与地球表层物体相互作用、成像机理及传输规律，提供遥感尺度效应和转换理论、定量反演方法等技术服务；开展农业、林业、水文、气象、生态等领域动态监测应用示范；提供典型地物波谱特征分析及波谱知识库建设服务