1957年，新疆分院建立后，立即开始筹建有关学科的研究机构，先后建立了分院生物研究室、土壤研究室、地理研究室和地质研究室等，分别派遣研究人员参加中国科学院在新疆的三支考察队—新疆综合考察队、治沙队、高山冰雪利用研究队的考察研究。在上述考察工作陆续完成后，根据十二年规划关于在新疆设置相应研究机构，继续深入进行新疆自然资源综合开发利用研究的设想，1961年4月，在新疆分院生物室、土壤室、地理室和中科院三个考察队留疆人员基础上，正式建立新疆水土生物资源综合研究所(简称综合所)，即新疆生地所的前身。

综合所成立后，下设生物、土壤、地理等3个研究室和治沙、云雾物理两个研究组，全所职工156人，其中科技人员129人，仅有中级科技人员2人、初级科技人员72人，其余为业务辅助人员。研究所先后设置了乌鲁木齐南山人工降雨试验站、沙井子和阿拉尔盐碱土改良试验站、石河子147团十户滩土壤改良试验站、新和土壤改良试验站等野外站点，并接收治沙队移交的莎车治沙中心站、莫索湾治沙试验站和冰雪队移交的天山冰雪站，初步形成了研究所野外站点网络。

建所伊始，研究所基础设施薄弱，仪器设备缺乏，野外车辆不足，科技人员基本上是出校门不久的年青人，他们凭着“报国报民”的愿望和建设美丽新疆的理想，开始了艰苦创业。他们，风餐露宿，忍饥挨饿，靠毛驴车、自行车、两条腿，上冰山、进沙漠、赴草原、踏戈壁，走出了科技人生第一步，收获了第一批科技成果。

综合所成立后，确定以新疆自然资源的调查、评价和合理开发利用为研究方向，在建所初期，将研究工作和科技人员的布局主要放在新疆资源及其环境背景的全区性、区域性调查以及资源的开发利用和环境的改造治理的定位试验上。这一期间主要开展了植物和动物区系调查、植物分类、盐碱土改良治理、人工降雨、风沙危害调查和群众治沙经验总结、固沙植物引种、风沙移动规律、城镇和人民公社规划、天山地貌和冰川等多项研究，初步奠定了研究工作的基础，促进了研究人才的快速成长。

1965年，新疆分院进行院内调整，将综合所地理室划分出去与原直属分院的地质室合并，成立地质地理所。综合所遂更名为新疆生物土壤研究所(简称新疆生土所)。

更名后的新疆生土所设生物、土壤两个研究室和治沙组一个研究组，下辖莎车、莫索湾、新和、十户滩等4个野外站。全所职工150人，其中科技人员112人，中级科技人员仅1人。

新成立的新疆地质地理所设地理、地质两个研究室，下辖天山站，全所职工72人，科技人员60人，中级科技人员4人。