מאז שנות ה-1950, ה-ISC - באמצעות הארגון הקודם שלו, המועצה הבינלאומית למדע (ICSU) - מילא תפקיד חלוצי בקידום מדע כדור הארץ, החלל והסביבה כדי לשפר את ההבנה של מערכת כדור הארץ והממדים הביו-פיזיים והאנושיים שלה, כמו גם החלל החיצון. תוכניות מדעיות משותפות בחסות משותפת של ה-ISC וארגונים בינלאומיים אחרים, כולל אלה בתוך מערכת האו"ם, הובילו להתקדמות גדולה הן במחקר המדעי והן בממשל של סוגיות גלובליות. דוגמה בולטת היא תפקידה של ICSU בזרז מאמצי מדעי האקלים הבינלאומיים.
עד אמצע שנות ה-1950, שיתוף הפעולה המדעי הבינלאומי בנושא האקלים היה מוגבל. השנה הגיאופיזית הבינלאומית (IGY) בהובלת ICSU בשנים 1957–58 הפגישה מדענים מלמעלה מ-60 מדינות לתצפיות מתואמות וראתה את השיגור של ספוטניק 1. זה הוביל להקמת הוועדה לחקר החלל של ICSU (COSPAR) ב-1958.
IGY הוביל ישירות אל הסכם אנטארקטיקה משנת 1959, קידום שיתוף פעולה מדעי שליו. כדי לקדם את המחקר האנטארקטי, ICSU הקימה את הוועדה המדעית לחקר אנטארקטיקה (SCAR) בשנת 1958. בערך באותו זמן, ICSU הקימה את הוועדה המדעית לחקר האוקיינוסים (SCOR) להתמודד עם אתגרים אוקיינוסים גלובליים. כל הוועדות הללו נשארות פעילות כיום.
בעקבות הצלחת IGY הזמינה העצרת הכללית של האו"ם את ICSU לעבוד לצד הארגון המטאורולוגי העולמי (WMO) על מחקר מדעי האטמוספירה. זה הוביל לוועידת האקלים העולמית של 1979, שבה מומחים אישרו את השפעת האקלים ארוכת הטווח של עליית רמות CO₂. ICSU, WMO ו-UNEP השיקו אז את תוכנית חקר האקלים העולמית וב-1985 ארגנו כנס פורץ דרך בווילאך, אוסטריה. ממצאיה הניחו את הבסיס להערכות אקלים תקופתיות, שהובילו בסופו של דבר ליצירת ה- הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) ב 1988.