学院成立于1998年。其前身环境科学系（1983年建系）是我国综合性大学中最早成立的环境科学系。著名环境化学家戴树桂先生任首任系主任。国家环境咨询委员会委员朱坦教授任首任院长。现任院长为长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者周启星教授。
南开大学环境科学与工程学院2000年首批成为环境科学与工程一级学科博士/硕士学位授权点单位，并拥有环境科学与工程博士后流动站。在历次国家一级学科评估中名列前茅。一直以来，南开大学环境学科不仅连续担任国务院学位委员会环境科学与工程学科评议组召集人或成员，也是教育部高等学校环境科学与工程教学指导委员会副主任或成员单位、以及环境科学类专业教学指导分委员会主任或副主任单位，对我国环境学科的创建与发展发挥了重要作用。学院在学科建设中特别注重特色学科的平台建设，已经建成了教育部985二期“循环经济”哲学社会科学创新基地、国家气象局“城市及区域大气研究联合实验室”、教育部“环境污染过程与基准重点实验室”、天津市“生物质类固废资源化技术工程中心”和中国资源综合利用协会“CRT玻璃资源综合利用行业工程实验室”等实验科研平台。
学院具有完整的学士、硕士和博士三级教学体系。目前，学院下设环境科学系、环境工程系、资源循环科学与管理系3个教学单位。在环境科学、环境工程、资源循环科学与工程三个专业每年招收本科生，在环境科学、环境工程、环境管理与经济、生态学、安全科学与工程等多个领域每年招收硕士研究生和博士研究生，本科生和研究生的比例达1:1.5，实现了研究型大学的合理比例。至今，学院已培养出千余名毕业生，他们大多从事国家环境保护的科研、教学与管理工作，并发挥了重要的作用。在国外留学的学生中有3人获得了美国环境化学优秀研究生称号。1995年6月，国家环保局、国家教委曾授予“环境教育先进集体”光荣称号。《环境化学》和《环境学基础》是国家级精品课程。
学院现有双聘/兼职院士3人，长江学者特聘教授1人，讲座教授1人，国家杰出青年科学基金（含海外）获得者3人，国家千人计划1人，青年千人计划1人，教育部新世纪优秀人才9人，10余名教师进入天津市人才培养计划。形成了老中青结合、专业知识结构合理、包括长江学者讲座教授、国家杰出青年基金获得者、教育部新世纪优秀人才在内的中青年学术团队和具有学科特色的学术梯队。
多年来，学院十分重视科学研究和学术交流活动，主持或参与了上百项国家自然科学基金（包括重大、重点、面上和青年基金及国家杰出青年科学基金）项目、国家科技支撑项目、国家“863”项目、国家“973”项目、国家社科重大项目、有关部委公益性项目、省部级重大和重点项目、国际合作项目以及企业委托项目。在环境化学与污染诊断、污染生态与分子毒理、空气颗粒物污染防治、污染土壤和污染水体修复、水资源与微污染水体治理、环境基准与标准、战略环境评价与管理、循环经济与社会发展、低碳与清洁技术、城市公共安全等研究领域形成了明显特色，取得了一批高水平研究成果，许多领域的成果已接近或达到国际同类研究先进水平。曾获国家自然科学二等奖和多项省部级自然科学一等奖和科技进步一等奖。近年来获国家发明专利授权100多项；发表高水平SCI/EI收录论文800多篇；主编和参编学术著作60余部。
目前，学院已和国外30余所大学和科研机构建立了学术交流与合作关系，与欧、美、俄、日、韩、新以及港澳台等国家（地区）的大学和研究机构建立了实质性的科研合作关系，科研人员交流频繁。学院聘请了美国、英国、加拿大、澳大利亚和日本等国家以及香港等地区的知名学者为客座教授，推动了学院学术交流的发展。
环境科学专业
环境科学是一门朝阳学科。环境科学重视基础知识的学习之外，还注重与社会需求的衔接，在实验室锻炼能力的基础上，还深入到社会相关的各个领域开展实践、考察及实习等工作，与国内外相关著名学校交流频繁，全面提高学生的基础知识和实践能力。
随着社会的发展与进步，学生目前主要的就业方向为：出国继续深造、国内继续深造；到社会相关领域工作，主要包括环境保护部门、气象部门、农业生态部门、水利部门以及其它行业中与生态环境评估相关的部门；到相关企业发展。该专业2012年就业率为100%。其中，59%以上被免试推荐或考取研究生，14.8%以上出国留学，其余26.2%毕业生就业方向主要是国家机关、高校及科研院所、企业及公司。
环境工程专业
环境工程专业是工科专业，专门培养环境工程设计、技术研发和工程管理等方面的专门人才，着重解决环境问题。近年来，在传统环境工程基础上，按照国家需求和企业需要，推出了清洁生产、节能减排技术、循环经济关键技术以及固废资源化技术等方面的特色教学。
工程类基础课程：机械制图，CAD设计，电工学，工程数学，化工原理，风机与水泵，工程力学，工程机械，生态工程等；工程专业类课程：给水工程，排水工程与管网设计，固废处理与资源化技术，大气污染控制技术，节能技术与合理用能管理等；为了提高教学效果和学生的技能水平，在课程设计上还配有大量的校内试验课程和校外的现场实习课程。
毕业生的主要去向：政府环境管理部门，工程设计院，中大型企业环境管理岗位，环境保护产业公司，社会公益机构，银行证券，项目咨询与评价公司，环境科学研究院等。该专业2012年就业率达98%。其中，51%被免试推荐或考取研究生，11%以上出国留学，其余36%毕业生工作，就业方向主要是设计单位、科研单位、各级政府环保部门、高等院校、大型企业的环保机构以及合资企业或公司。
资源循环科学与工程专业
资源循环科学与工程学科率先在国内进行建设，并于2011年开始招收本科生。本专业所学课程体系涉及资源循环利用的科学原理、关键技术、规划设计、产业发展与政策等综合性知识。课程除高等数学、物理、化学、外语、工程制图、计算机等基础课程外，主要专业课程有：资源循环科学与工程概论、物理化学、工程力学基础、资源再生工程、材料科学与工程概论、产业生态学、清洁生产、化工原理、清洁能源技术与工程、固体废弃物资源化技术与工程、生物质能开发与利用技术、工程概预算与经济分析、资源再生工艺与设备、循环经济与再生资源产业管理、能源与资源经济学等。
资源循环科学与工程专业主要培养具有资源循环利用的科学原理、关键技术、规划设计、产业政策与管理等方面的综合知识与技能，能在政府部门、企事业单位从事资源循环利用规划设计、再生资源技术研发、经济管理等方面工作的高级复合型技术人才。本专业就业方向主要是各级政府部门、资源环保科研机构、高等院校、工程企业等。