全球環境基金成立於1991年10月，最初是世界銀行的壹項支持全球環境保護和促進環境可持續發展的10億美元試點項目。全球環境基金的任務是為彌補將壹個具有國家效益的項目轉變為具有全球環境效益的項目過程中產生的“增量”或附加成本提供新的和額外贈款和優惠資助。
聯合國開發計劃署、聯合國環境規劃署和世界銀行是全球環境基金計劃的最初執行機構。
在1994年裏約峰會期間，全球環境基金進行了重組，與世界銀行分離，成為壹個獨立的常設機構。將全球環境基金改為獨立機構的決定提高了發展中國家參與決策和項目實施的力度。然而，自1994年以來，世界銀行壹直是全球環境基金信托基金的托管機構，並為其提供管理服務。
作為重組的壹部分，全球環境基金受托成為《聯合國生物多樣性公約》和《聯合國氣候變化框架公約》的資金機制。全球環境基金與《關於消耗臭氧層物質的維也納公約》的《蒙特利爾議定書》下的多邊基金互為補充，為俄羅斯聯邦及東歐和中亞的壹些國家的項目提供資助，使其逐步淘汰對臭氧層損耗化學物質的使用。
隨後，全球環境基金又被選定為另外三個國際公約的資金機制。它們分別是：《關於持久性有機汙染物的斯德哥爾摩公約》（2001）、《聯合國防治荒漠化公約》（2003）和《關於汞的水俁公約》（2013）。