L'histoire de l'institut commence en 1832 par la création d'une chaire en Sciences naturelles pour Louis Agassiz, et avec la fondation de la Société Neuchâteloise des Sciences Naturelles la même année.

 

Dans le courant des 19e et 20e siècles, des scientifiques de renommée internationale tels qu'Amanz Gresly, Arnold Guyot, Auguste Jaccard, Edouard Desor ou Hans Schardt renforcent le rôle des Sciences de la Terre à Neuchâtel. En 1919, l'Institut de Géologie est fondé en tant que premier institut universitaire, et les Sciences de la Terre prospèrent sous différents directeurs : Emile Argand, Eugène Wegmann, Jean-Paul Schaer, Bernard Kübler et Francis Persoz.

 

En 1965, le Centre d'Hydrogéologie (CHYN) est créé, et reste jusqu'à présent l'unique institution de recherche et d'enseignement de ce genre en Suisse.

Dès 2008, l'Institut s'est profondément restructuré et il se dédie désormais aux domaines de l'hydrogéologie et de la géothermie.