環(huán)境工程學(xué)是在人類同環(huán)境污染作斗爭、保護(hù)和改善生存環(huán)境的過程中形成的。從開發(fā)和保護(hù)水源來說，中國早在公元前2300年前后就創(chuàng)造了鑿井技術(shù)，促進(jìn)了村落和集市的形成。后來為了保護(hù)水源，又建立了持刀守衛(wèi)水井的制度。
從給排水工程來說，中國在公元前2000多年以前就用陶土管修建了地下排水道。古代羅馬大約在公元前6世紀(jì)開始修建地下排水道。中國在明朝以前就開始采用明礬凈水。英國在19世紀(jì)初開始用砂濾法凈化自來水；在19世紀(jì)末采用漂白粉消毒。在污水處理方面，英國在19世紀(jì)中葉開始建立污水處理廠；20世紀(jì)初開始采用活性污泥法處理污水。此后，衛(wèi)生工程、給水排水工程等逐漸發(fā)展起來，形成一門技術(shù)學(xué)科。
在大氣污染控制方面，為消除工業(yè)生產(chǎn)造成的粉塵污染，美國在1885年發(fā)明了離心除塵器。進(jìn)入20世紀(jì)以后，除塵、空氣調(diào)節(jié)、燃燒裝置改造、工業(yè)氣體凈化等工程技術(shù)逐漸得到推廣應(yīng)用。
在固體廢物處理方面，歷史更為悠久。約在公元前3000～1000年，古希臘即開始對城市垃圾采用了填埋的處置方法。在20世紀(jì)，固體廢物處理和利用的研究工作不斷取得成就，出現(xiàn)了利用工業(yè)廢渣制造建筑材料等工程技術(shù)。
在噪聲控制方面，中國和歐洲一些國家的古建筑中，墻壁和門窗位置的安排都考慮到了隔聲的問題。在20世紀(jì)，人們對控制噪聲問題進(jìn)行了廣泛的研究。從50年代起，建立了噪聲控制的基礎(chǔ)理論，形成了環(huán)境聲學(xué)。
20世紀(jì)以來，根據(jù)化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)理論，解決廢氣、廢水、固體廢物、噪聲污染等問題，使單項治理技術(shù)有了較大的發(fā)展，逐漸形成了治理技術(shù)的單元操作、單元過程、以及某些水體和大氣污染治理工藝系統(tǒng)。
50年代末，中國提出了資源綜合利用的觀點。60年代中期，美國開始了技術(shù)評價活動，并在1969年的《國家環(huán)境政策法》中，規(guī)定了環(huán)境影響評價的制度。至此，人們認(rèn)識到控制環(huán)境污染不僅要采用單項治理技術(shù)，而且還要采取綜合防治措施和對控制環(huán)境污染的措施進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以防止在采取局部措施時與整體發(fā)生矛盾而影響清除污染的效果。
在這種情況下，環(huán)境系統(tǒng)工程和環(huán)境污染綜合防治的研究工作迅速發(fā)展起來。隨后，陸續(xù)出現(xiàn)了環(huán)境工程學(xué)的專門著作，形成了一門新的學(xué)科。