2009年11月，依托西部环境教育部重点实验室，兰州大学成立实体性研究机构—西部环境与气候变化研究院，负责实验室日常运行和行政管理，孟兴民教授担任院长。
实验室/研究院以理解我国西部干旱和高寒环境系统的形成演化为主要研究目标，以完善和创立有重大国际影响的中东亚干旱环境变化理论为长远目标，以气候和全球变化的区域响应为研究重点，以干旱区的主要地表过程为研究特色，形成有重大国际学术影响的干旱环境研究实体。开展青藏高原隆升及其干旱环境的形成演化、干旱环境变化、气候变化，风沙过程和风沙地貌、以及全球变化的区域响应和影响等的基础理论问题研究，认识干旱区生态水文过程、沙漠化过程，以及土地利用/覆盖变化过程，探索人类活动和环境变化的相互作用，并对西部的重大地质灾害问题进行攻关，为西部地区国家生态环境安全和可持续发展提供理论基础和科学支撑。
实验室/研究院负责自然地理学国家重点学科和第四纪地质学学科点，是教育部“211工程”和“985工程”重点学科建设单位。挂靠有国际INQUA的RACHAD工作组，中国地理学会环境变化、中国第四纪研究会的干旱环境和中国资源学会的干旱半干旱区资源3个专业委员会，国家基金委和德国基金会的“中德干旱环境”联合研究中心，以及教育部“西部资源环境”网上合作中心等6个国内外学术机构，协办《Frontiers of Earth Science in China》杂志。
西部环境与气候变化研究院作为教学科研实体单位运行实验室，下设6个研究所和仪器测试中心；每个研究所下设2-3个研究小组，构成实验室/研究院的研究平台。仪器测试中心下设树轮学实验室等7个分支实验室。
近五年来，实验室/研究院共承担国家和省部级科研项目达400余项，其中包括：8项国家“973”计划项目的课题、6项国家自然科学基金委重点项目、3项国家基金委杰出青年基金，以及“西部环境变化”国家创新群体和“西部环境变化”高等学校学科创新引智基地项目（简称“111计划”）等。
实验室/研究院先后获得国家自然科学奖二等奖2项、国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步和自然科学奖一等奖2项，二、三等奖6项；在国内外高水平的期刊上发表学术论文400余篇，包括Science, PNAS等顶级刊物。
实验室/研究院以自然地理学国家重点学科和第四纪地质学为依托，以兰州大学“西部环境变化”国家创新群体和“干旱环境变化”国家学科创新引智基地的研究力量为核心。现有研究人员44人，其中，中国科学院院士1人，兼职院士3人，“长江学者计划”特聘教授1人，国家杰出青年基金获得者3人，教育部新世纪（跨世纪）人才计划入选者10人。
实验室/研究院现有正高级职称16人，副高级职称15人，中青年研究人员全部具有博士学位。形成以自然地理学和第四纪地质学为核心，吸收生态学、气候学、地球化学、环境遥感等学科的研究力量。目前有博士研究生72人，硕士研究生105人。 实验室／研究院的的主要研究方向有：青藏高原隆升及其环境效应、干旱气候与全球变化、干旱环境变化与人类活动、干旱区水文过程和水资源利用与环境遥感与地质灾害等。 仪器测试中心是实验室/研究院的技术平台，分设7个分支实验室：年代学实验室、古地磁和环境磁学实验室、地球化学实验室、矿物岩石学实验室、微体古生物学实验室、环境考古实验室、树轮学实验室，共有实验技术人员10人。实验室总面积为5050M2，设备总值为7200万元，其中有4500万元世界一流的仪器设备。
西部环境与气候变化研究院作为教学科研实体单位运行实验室，下设6个研究所和仪器测试中心；每个研究所下设2-3个研究小组，构成实验室/研究院的研究平台。仪器测试中心下设树轮学实验室等7个分支实验室。 实验室/研究院一直以来得到党和国家领导人的高度重视，教育部、科技部、基金委等相关部委及学校领导给予了深切关怀和大力支持，为实验室/研究院的发展提供了强有力保障。
长期以来，实验室/研究院与德国、英国、美国、蒙古等开展了深入的国际合作研究，与多国签订有研究生培养和人员交流协议，并与国内相关研究所和大学开展了广泛的科研合作。实验室与国际接轨，实现了实验室的高水平、规范化的运行和管理，已成为具有重要国际学术影响力的研究实体。