中国科学院寒区旱区环境与工程研究所由中国科学院原兰州冰川冻土研究所、原兰州沙漠研究所和原兰州高原大气物理研究所根据学科定位，机构调整，研究领域交叉融合等原则整合而成。研究所的战略定位为：以探索寒区旱区陆地表层系统的过程、尺度、格局及其相互关系为基础，开展环境与全球变化及区域可持续发展的研究。

寒旱所创建并发展了冰川学、冻土学、沙漠与沙漠化学、高原气候与环境动力学、对流风暴和雷电物理学、寒区旱区水文学、寒区旱区生态学等具有鲜明学科特色的研究领域；并在山地冰川冰芯与寒区环境、极地雪冰与全球变化、冻土理化特性与地下成冰理论、冰土工程与环境、沙漠形成演变与环境变化、风沙物理、沙漠化过程及其防治、寒区旱区水文水资源、干旱区生态环境建设、青藏高原气象、高原与干旱气候形成机制、边界层物理、大气电学和寒区旱区资源利用与可持续发展等方面形成特色优势学科。目前，寒旱所已承担国家“973”、“863”、国家攻关、重点基金及国家地方的其他科研项目3000余项，取得了丰硕的科研成果，获得国家科技进步特等奖3项、国家科技进步一等奖4项、国家自然科学一等奖3项、国家自然科学、科技进步和技术发明二等奖18项、省部级特等奖4项，一等奖38项、二等奖70余项。

寒旱所目前已形成七大研究室、三大研究系统的庞大科研及支撑体系，突出了冰川、沙漠、高寒区资源生态环境与可持续发展研究特色。七大研究室分别是：冰冻圈与全球变化研究室，沙漠与沙漠化研究室，高原大气物理研究室，冻土与寒区工程研究室，寒旱区水土资源研究室，生态与农业研究室，遥感与地理信息研究室。三大研究系统分别是以实验分析研究为主的实验分析系统，以野外观测试验研究为主的试验观测系统，以信息共享和网络应用、图书编辑服务为主的信息平台系统。为使科研与支撑体系融合成为有机整体，实验室和野外台站均归入到相应研究室。对外，实验室和野外台站是相对独立机构；对内，以学科领域为核心，研究室、实验室、野外台站三位一体，形成整体；既可加强实验室的外围梯队力量，又可使研究领域形成研究、实验、试验相结合的有效组合，促进学科发展。

寒旱所共有在职职工645人，其中，中国科学院院士3人，科研人员347人，科技支撑人员160人，正高级技术人员93人，副高级技术人员146人，进创新岗位人员473人，国家“百千万人才”工程入选者7人，中国科学院“百人计划”入选者34人，国家“杰出青年科学基金”获得者14人。