第四纪环境是中国地球科学研究在国际上最有影响的方向之一,北京大学从20世纪50年代起开始招收这一领域的研究生, 已为国家培养了大量的人才.北京大学第四纪研究的特色之一是第四纪环境变化与地表过程的紧密结合.从地球环境系统的角度，研究第四纪不同时空尺度上过去全球变化及其区域响应。从陆地与海洋沉积物中提取环境演变信息，建立高分辨率的地层层序，利用地貌学证据以及多种物理、化学、生物代用指标，揭示从晚第三纪到人类纪各时期地球各子系统之间的相互作用及机制。北京大学第四纪研究的特色之二是注重精确年代标尺和古环境重建方法的基础研究.近年来,新建了用于第四纪古全球变化研究的光释光年代学、生物遗存、环境磁学和沉积光谱学等实验室。利用北京大学在仪器设备和交叉学科的优势，与物理学院和地球与空间科学学院联合开展了宇宙成因核素Be-10在第四纪地层学和地表演化研究中应用以及高精度同位素示踪在全球环境变化研究中应用的探索,并与物理学院和考古文博学院合作，引进了C-14专用加速器质谱计,为北大和国内其他科研单位考古和环境变化研究的年代学工作提供了保障. 北京大学第四纪研究的特色之三是强调与国内外一流科研单位的交流与合作,与国内的中科院和社科院的相关研究所、国外的剑桥大学、牛津大学和东京大学等保持实质性的合作关系. 北京大学第四纪研究的特色之四是注重学科交叉和科研方法的培养,使不同专业背景的学生既具有较精的专业技能又在基础研究和应用领域具有较广的就业前景。
目前的科研项目包括国家自然科学基金重点项目和面上项目,科技部973课题,国家科技攻关计划等。近年的主要研究方向主要包括
(1) 全球环境变化与人类生态环境。着重利用第四纪古生态学和地球化学的方法研究人类活动与自然环境之间相互作用的历史，为认识不同尺度的气候变化过程和规律，预测未来人类生存环境提供依据;
(2) 第四纪地表过程与年代学。着重研究多种基于物理和同位素地球化学的测年与示踪方法及其在第四纪地表演化和考古研究中的应用。
现有“长江计划”特聘教授1人，博士生导师1人, 博士生指导小组3人。