ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 ISC ผ่านองค์กรก่อนหน้าอย่าง International Council for Science (ICSU) ได้มีบทบาทนำในการพัฒนาวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลก อวกาศ และสิ่งแวดล้อม เพื่อเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับระบบโลกและมิติทางชีวฟิสิกส์และมนุษย์ รวมถึงอวกาศภายนอก โปรแกรมวิทยาศาสตร์ร่วมที่ได้รับการสนับสนุนร่วมกันโดย ISC และองค์กรระหว่างประเทศอื่นๆ รวมถึงองค์กรภายในระบบของสหประชาชาติ ได้นำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญทั้งในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการกำกับดูแลประเด็นระดับโลก ตัวอย่างที่โดดเด่นคือบทบาทของ ICSU ในการเร่งความพยายามด้านวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสภาพอากาศระดับนานาชาติ
จนกระทั่งกลางทศวรรษ 1950 ความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศเกี่ยวกับสภาพอากาศยังมีจำกัด ในปี 1957–58 ICSU เป็นผู้นำการจัดปีธรณีฟิสิกส์สากล (International Geophysical Year: IGY) ซึ่งรวบรวมนักวิทยาศาสตร์จากกว่า 60 ประเทศเพื่อสังเกตการณ์ร่วมกัน และทำให้เกิดการปล่อยสปุตนิก 1 ซึ่งนำไปสู่การก่อตั้งคณะกรรมการวิจัยอวกาศ (Committee on Space Research: COSPAR) ของ ICSU ขึ้นในปี 1958
IGY นำไปสู่โดยตรง สนธิสัญญาแอนตาร์กติกาปี 1959ส่งเสริมความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์อย่างสันติ เพื่อส่งเสริมการวิจัยในแอนตาร์กติกา ICSU ได้จัดตั้ง คณะกรรมการวิทยาศาสตร์เพื่อการวิจัยแอนตาร์กติก (SCAR) ในปีพ.ศ. 1958 ในช่วงเวลาเดียวกันนั้น ICSU ได้ก่อตั้ง คณะกรรมการวิทยาศาสตร์ด้านการวิจัยทางทะเล (SCOR) เพื่อรับมือกับความท้าทายด้านมหาสมุทรทั่วโลก คณะกรรมการเหล่านี้ยังคงดำเนินการอยู่จนถึงปัจจุบัน
หลังจากความสำเร็จของ IGY สมัชชาใหญ่แห่งสหประชาชาติได้เชิญ ICSU ให้ทำงานร่วมกับองค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) ในการวิจัยวิทยาศาสตร์บรรยากาศ ซึ่งนำไปสู่การประชุมสภาพอากาศโลกในปี 1979 ซึ่งผู้เชี่ยวชาญได้ยืนยันถึงผลกระทบต่อสภาพอากาศในระยะยาวจากระดับ CO₂ ที่เพิ่มขึ้น จากนั้น ICSU, WMO และ UNEP จึงได้เปิดตัว โครงการวิจัยสภาพภูมิอากาศโลก และในปี 1985 ได้จัดการประชุมครั้งสำคัญที่เมืองฟิลลัค ประเทศออสเตรีย ผลการประชุมดังกล่าวได้วางรากฐานสำหรับการประเมินสภาพอากาศเป็นระยะ ซึ่งนำไปสู่การสร้าง คณะรัฐบาลระหว่างประเทศเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ใน 1988