中國科學院蘭州冰川凍土研究所 1958年6月，中國科學院高山冰雪利用研究隊在原中國科學院青甘綜合科學考察隊之冰川小分隊的基礎上成立(是中國科學院蘭州冰川凍土研究所的前身)，大本營設在蘭州。
1962年中國科學院高山冰雪利用研究隊調整為中國科學院地理研究所冰川凍土研究室。
1965年與中國科學院地理研究所沙漠研究室(原治沙隊)合並成立了中國科學院蘭州冰川凍土沙漠研究所。
1978年以冰川凍土研究領域為主成立了中國科學院蘭州冰川凍土研究所。 中國科學院蘭州高原大氣物理研究所 1958年10月在蘭州建立了中國科學院地球物理研究所蘭州地球物理研究室，領導進行人工降水、人工消雹和融冰化雪等試驗研究，並負責管理蘭州觀象臺業務。
1959年5月正式成立了中國科學院地球物理研究所蘭州分所(是中國科學院蘭州高原大氣物理研究所的前身)，主要開展青藏高原氣象學、高原和幹旱氣候、輻射氣候、邊界層物理、雲和降水物理、大氣電學以及大氣環境監測評價等領域的研究。
1974年4月1日正式組建了中國科學院蘭州高原大氣物理研究所。 中國科學院蘭州沙漠研究所 1958年10月，國家有關部門在內蒙古呼和浩特市召開了內蒙古、新疆、甘肅、青海、陜西、寧夏六省(區)治沙規劃會議。
1959年3月在蘭州成立了中國科學院治理沙漠科學考察隊(簡稱“治沙隊”，是中國科學院蘭州沙漠研究所的前身)，並分別成立了10個考察隊，當年就開始了北方地區的沙漠、戈壁和沙地的綜合考察。
1962年中國科學院治理沙漠科學考察隊調整為中國科學院地理研究所沙漠研究室。
1965年整體從北京遷至蘭州，與中國科學院地理研究所冰川凍土研究室合並成立了中國科學院蘭州冰川凍土沙漠研究所。
1978年以沙漠研究領域為主成立了中國科學院蘭州沙漠研究所。 截至2013年，寒旱所***有在職職工645人，其中，中國科學院院士3人，科研人員347人，科技支撐人員160人，正高級技術人員93人，副高級技術人員146人，進創新崗位人員473人，國家“百千萬人才”工程入選者7人，中國科學院“百人計劃”入選者34人，國家“傑出青年科學基金”獲得者14人，國家“西部之光人才計劃”入選者81人。
中國科學院院士：程國棟、秦大河、姚檀棟、賴遠明 中國科學院百人計劃入選者安黎哲陳國雄董治寶馮起高艷紅何元慶何誌斌侯書貴黃春林金會軍賴遠明李鋒瑞李寧馬小飛.齊吉琳拓萬全王寧練王若愚王新平溫智文軍吳通華效存德謝昌衛徐建中薛嫻楊保楊梅學宜樹華余曄張明義趙暉周立華左小安 國家傑出青年基金獲得者董治寶馮起侯書貴康世昌賴遠明李新李新榮 王寧練王訓明吳青柏效存德楊保姚檀棟趙文智 2014年3月，中國科學院寒區旱區環境與工程研究所已形成七大研究室、三大研究系統的龐大科研及支撐體系，突出了冰川、沙漠、高寒區資源生態環境與可持續發展研究特色。七大研究室分別是：冰凍圈與全球變化研究室，沙漠與沙漠化研究室，高原大氣物理研究室，凍土與寒區工程研究室，寒旱區水土資源研究室，生態與農業研究室，遙感與地理信息研究室。三大研究系統分別是以實驗分析研究為主的實驗分析系統，以野外觀測試驗研究為主的試驗觀測系統，以信息***享和網絡應用、圖書編輯服務為主的信息平臺系統。為使科研與支撐體系融合成為有機整體，實驗室和野外臺站均歸入到相應研究室。對外，實驗室和野外臺站是相對獨立機構；對內，以學科領域為核心，研究室、實驗室、野外臺站三位壹體，形成整體；既可加強實驗室的外圍梯隊力量，又可使研究領域形成研究、實驗、試驗相結合的有效組合，促進學科發展。
國家重點實驗室：凍土工程國家重點實驗室、冰凍圈科學國家重點實驗室
中國科學院重點實驗室：寒旱區陸面過程與氣候變化重點實驗室、內陸河流域生態水文實驗室、沙漠與沙漠化重點實驗室、中科院寒旱所遙感與地理信息科學研究室、內陸河流域生態水文實驗室
甘肅省省級重點實驗室：甘肅省極端環境微生物資源與工程重點實驗室、內陸河流域生態水文實驗室、寒旱所遙感與地理信息科學研究室、甘肅省黑河生態水文與流域科學重點實驗室 設施設備 根據2015年12月研究所官網顯示，中國科學院寒區旱區環境與工程研究所的儀器設備分被應用於研究所環境演變監測平臺、環境演變分析平臺、工程方法研發平臺、逆境生態研究平臺、計算模擬平臺五大平臺。有以下在用大型儀器設備。此外設有便攜設備調度中心。
環境演變監測平臺：三維地貌激光掃描系統、多相流力學實驗測量系統
環境演變分析平臺：離子色譜儀系統、離子色譜儀ICS-3000型、氣體同位素比質譜儀MAT-253、氣體同位素比質譜儀MAT-252、離子阱氣質聯用儀、X射線熒光光譜儀、釋光全自動測量儀、室內風沙環境風洞、氣體穩定同位素質譜儀
工程方法研發平臺：多通道探地雷達、地質雷達、AGI多道分布式密度電法儀器、振動三軸材料試驗機、振動三軸試驗機
逆境生態研究平臺：實時熒光定量PCR儀
計算模擬平臺：超級計算 館藏資源 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所圖書館於2000年由原中科院冰川所、沙漠所、大氣所圖書館合並組建而成，本館是壹個小型、專業化圖書館，以地學為主，邊緣學科為輔，突出書刊的學術性、理論性，力求書刊的系統性與完整性，寒旱所圖書館館藏書刊具有鮮明的冰川、凍土、沙漠和大氣、水文專業特色。截至2006年11月，有中西文現刊182種、中英文報紙16種：館藏中西文過刊3萬余冊，最早可回溯至1929年， 中文圖書23000余冊，英、俄、日文圖書22000余冊；各類地圖十萬余幅，航空照片近十萬張，水文氣象資料近萬冊。