1958年，塔里木大学创立，初创时期设有农学和果树等专业。随着时间的发展，1998年6月，学校进行了一次重要的学科整合，农学系、园林系、生物基础部与植物相关的教研室合并，成立了塔里木大学的植物科学学院。2008年底，学院进一步更名为我们现今所知的名称。

学院目前设有园艺学科组、作物栽培教研室、遗传育种教研室、林学教研室、植物学教研室、土壤与农业生态教研室以及植物保护教研室，共计7个专业教研室。在本科教育方面，学院提供农学、园艺、植物保护、农业资源与环境、林学和园林等6个专业供学生选择；在专科教育上，设有果树、蔬菜、农学、植物保护、经济林等5个专业。学院在果树学和作物栽培学与耕作学领域，更是被列为兵团的重点建设项目，显示了其在这些学科领域的专业实力。

在研究生教育上，学院拥有3个硕士学位授权点，包括果树学、蔬菜学和作物栽培学与耕作学。目前，学院共有在校本科生1400多人和研究生36人。为了提升教学质量，学院投入大量资源，设置了7个实验室，累计投入超过700万元的仪器设备。2006年，一座全新的校内教学实习基地落成，专为满足植物生产类和植物保护等专业的实践教学需求而设计。同时，学院还在逐步建设14个校外实习基地，以提供长期、稳定的教学实践环境。