中心成立于1991年，以全球气候和环境变化研究为中心重点研究方向，创办人为曾庆存院士。曾先生为中国科学院院士，发展中国家科学院院士，俄罗斯科学院外籍院士，国际欧亚科学院院士。曾先生在大气动力学、地球流体力学、数值天气预告理论、气候数值模拟和预测理论、计算数学、大气遥感理论以及自然控制论等方面都有创造性的贡献。曾先生于1995年获何梁何利科技进步奖，2013年当选美国气象学会荣誉会员，2016年获第61届世界气象组织（IMO）奖，2019年度获国家最高科学技术奖。现担任“地球系统数值模拟”大科学装置首席科学家。

1994年，中心代表中国成为南方科技促进可持续发展委员会（COMSATS）优秀中心，中心还是TWAS优秀中心以及“中国科学院与发展中国家科学院奖学金学者培训基地”，承担着为发展中国家培养留学博士生，以及气象和环境研究领域的科技人才的任务，与发展中国家在气候变化研究的人才培养方面建立了广泛的合作关系。2005年中心培养的来自巴基斯坦的留学生Ghulam Rasul顺利通过答辩并获得博士学位，成为中国科学院培养的第一位外国博士研究生，现已担任巴基斯坦气象局局长一职。中心还是由中国科学院前院长路甬祥院士、TWAS执行主席Hassan教授、WMO前秘书长Obasi教授于2001年倡导成立的CAS-TWAS-WMO国际气候论坛的秘书处，为发展中国家气候与环境研究的人员培养和合作交流做出了重大的贡献。由于前期丰富的国际合作积累、气候与环境研究科学前沿问题的牵引以及提升中国科学院在气候与环境研究领域影响力的迫切需求，ICCES于2013年被遴选首批5个卓越中心之一的中国科学院-发展中国家科学院（CAS-TWAS）气候与环境卓越中心。2018年，中心参与创办COMSATS气候与可持续发展中心，促进南南，南北在气候变化领域的合作，以科技创新促进推动落实联合国2030年议程可持续发展目标，为构建人类命运共同体做出贡献。