Les débuts du Geotop, centre de recherche sur la dynamique du système Terre, remontent à 1974, lors de la création de son ancêtre, le laboratoire de recherche en géochimie isotopique, via le programme « Service à la Recherche » du Fonds Formation de chercheurs et action concertée (FCAC) pour l'aide et le soutien à la recherche du Québec. Il se démarque tout de suite dans le panorama québécois des géosciences pour son esprit d’innovation en acquérant le premier spectromètre de masse pour la mesure des isotopes stables. Le laboratoire est hébergé dans le Centre de Recherche en Sciences appliquées à l'Alimentation (CRESALA), alors rattaché à l'UQAM.
En 1982, le transfert du CRESALA à l'Institut Armand-Frappier conduit à la création du Geotop, reconnu comme laboratoire institutionnel de recherche par l'UQAM et regroupant des chercheurs·euses de plusieurs départements. En 1984, le Geotop reçoit l'accréditation de centre institutionnel de recherche par l’UQAM.
Depuis, le Geotop a acquis, grâce aux financements du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), de la Fondation de l'UQAM et de la Fondation Canadienne pour l'Innovation (FCI), un équipement d'analyse unique à la fine pointe de la technologie au Canada, dont de nombreux spectromètres de masse dédiés aux analyses d'isotopes radiogéniques et stables.
Aujourd'hui, le Geotop est un centre de recherche et de formation avancée reconnu comme regroupement stratégique par le Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT). Il regroupe plus d'une quarantaine de professeurs-chercheurs s’intéressant au système planétaire et ayant une formation en géologie, biologie, chimie, physique et géophysique. Les chercheurs sont issus de l'UQAM, de McGill, Concordia, INRS-Eau,Terre et Environnement, de l'ISMER à l'UQAR, de l’Université de Montréal, de l'UQAT, de Bishop's, de l'École de technologie supérieure et du Ministère de l'énergie et des ressources naturelles du Québec.
Alors que les questions concernant le globe terrestre sont de plus en plus complexes et nécessitent des approches pluridisciplinaires, le Geotop participe activement à la formation de futurs scientifiques grâce à la mise en commun de compétences et de ressources permettant une recherche de pointe sur le terrain et en laboratoire. Le Geotop est actuellement dirigé par Daniele Pinti.