A magyar talajtani tudománynak több mint egy évszázados, eredményekben gazdag, s nemzetközileg is elismert hagyományai vannak.
A II. Világháború előtt a kutatómunka egyrészt a földművelési tárca kísérletügyi hálózatához tartozó önálló kutatóintézetekben, a Földtani Intézet Agrogeológiai Osztályán, valamint az agráregyetemeken, mezőgazdasági akadémiákon és a Műegyetemen folyt meglehetősen széttagoltan és összehangolatlanul.
Az önálló talajtani kutatóintézet létrehozására irányuló több évtizedes törekvések 1949 nyarán vezettek eredményre. Ekkor alakult meg az Agrokémiai Intézet, mégpedig több intézmény talajtan–agrokémia tudományterületet művelő osztályaiból. 1949-ben az Agráregyetem Keszthelyi Osztályának Kémiai Tanszéke egyesült az akkori Országos Kémiai Intézet Vitamin Osztályával és képezte az Intézet Biokémiai Osztályának magvát. A Földtani Intézet Talajtani Osztálya vált az Intézet Térképészeti Osztályává. A volt Országos Kémiai Intézet Mezőgazdasági Talajtani Osztálya alakult át a Talajtani, Talajfizikai és Kolloidikai Osztályokká.
Ezek az osztályok 1950 tavaszán költöztek egy helyre, az Országos Kémiai Intézet épületébe. Az első években az Agrokémiai Intézetnek vidéki osztályai is voltak, mégpedig Szegeden, Debrecenben és Mosonmagyaróváron.
1951 nyarán az Agrokémiai Kutatóintézet vidéki osztályai Kísérleti Intézetekként önállósultak. A Térképezési és a Talajfizikai és Kolloidikai osztályok Talajtani Osztály néven egyesültek és mikrobiológiai kutatócsoport alakult ki a Biokémiai Osztályon belül.
1951/52 telén az Intézet átköltözött az újjáépített Budapest II., Herman Ottó út 15. sz. telep főépületébe. Itt a mikrobiológiai kutatócsoport Mikrobiológiai Osztállyá fejlődött; s megalakult a Trágyaféleségeket Minősítő Osztály; a Talajtani Osztály keretében pedig eróziós kutatócsoport kezdte meg működését. Az intézet 66 dolgozója közül 31 volt tudományos kutató.
1954-ben fogalmazódott meg annak szükségessége, hogy az Intézet a talajtani és agrokémiai kutatások központi és elvi irányító intézménye legyen és feladatait a Magyar Tudományos Akadémia keretében lássa el. 1955-ben létrejött a Trágyázási Osztály, megalakult a Szikgenetikai Csoport.
Több belső és külső átszervezés után lett az Intézet a Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézete. Az Intézet Talajfizikai és Talajkémiai, Talajföldrajzi és Térképezési (1959-től a két osztály egyesítéséből alakult Talajtani), Trágyázási, Homokjavítási, Szikkutatási és Hasznosítási és – a soproni Talajbiológiai Laboratóriummal történt 1959. évi összevonást követően – Mikrobiológiai Osztályra tagolódott. Az Intézethez 5 kísérleti telep is tartozott. Ezzel – Magyarország történetében először – egyetlen intézmény keretei közé kerültek a talajtani–agrokémiai–talajbiológiai alapkutatások.
Az Intézet első igazgatója Páter Károly volt (1949–1954). 1954-ben di Gléria János vette át az Intézet irányítását (1954–1959). Ballenegger Róbert, Doby Géza és Trambics János az Intézet megalakulásától az Intézet köztiszteletben álló tudományos tanácsadói voltak. Szabolcs István 1959-ben kapott megbízást az Intézet vezetésére. Tudományos igazgatóhelyettese Szegi József, majd Latkovics Györgyné volt. Szabolcs István igazgatói tevékenységének 21 éve alatt (1959–1980) vált az Intézet ténylegesen a talajtani–agrokémiai–talajbiológiai kutatások elismert hazai és nemzetközi tudományos központjává. Szigorú követelményeivel és elvárásaival kitűnő kutatógárdát gyűjtött és tartott meg; korát megelőzően „nyitott” a világ felé. Az Intézet szervezeti felépítését is folyamatosan a tudományterület hazai és nemzetközi trendjeinek megfelelően alakította. Átgondolt, következetesen érvényesített tudománypolitikájának köszönhetően 1960-tól 1980-ig alig következtek be indokolatlan változások az Intézet tudományos szervezetében. A kutatómunka 6 tudományos osztályon folyt:
1. Talajtani Osztály (Stefanovits Pál, Máté Ferenc, Várallyay György).2. Homokkutatási Osztály (Egerszegi Sándor).3. Szikkutatási Osztály (Szabolcs István).4. Trágyázástani Osztály (Sarkadi János).5. Talajbiokémiai Osztály (Ferencz Vilmos).6. Talajmikrobiológiai Osztály (Szegi József).
Az osztályok munkáját két kutatólaboratórium segítette:a) Izotóp Laboratórium (Máté Ferenc, Latkovics Györgyné)b) Finomszerkezet Laboratórium (Pártay Géza).
Az „alapkutatási” célfeladatok prioritása nem változott. Az Intézet összlétszáma 140 fölé nőtt, a kutatói létszám pedig elérte az 50-et.
1981-ben Várallyay György kapott megbízást az Intézet vezetésére, s 16 évig volt az Intézet igazgatója. A 80-as évektől a kutatástámogatások 90 százalékról közel felére csökkenése az Intézet vezetését is megszorító intézkedésekre kényszerítették. Az Intézet szervezeti felépítése egyszerűsödött. A Szikkutatási Osztály és a Finomszerkezet Laboratórium „beolvadt” a Talajtani Osztályba; a Homokkutatási Osztály és az Izotóp Laboratórium pedig az Agrokémiai és Növénytáplálási Osztályba. A Talajbiokémiai Osztály részben megszűnt, részben a Talajmikrobiológiai és Talajbiokémiai Osztály keretébe került.
Az intézeti kísérleti telepek száma háromra csökkent. Az őrbottyáni (karbonátos homoktalaj), a nyírlugosi (savanyú homoktalaj) és nagyhörcsöki (mészlepedékes csernozjom talaj) kísérletek ma is folynak, és a klasszikus hosszú távú szabadföldi tartamkísérletek iskolapéldájává váltak. A Láng István által létesített nyírlugosi kísérlet a közeljövőben lesz 50 éves. A Sarkadi János, majd Kádár Imre által irányított nagyhörcsöki telep egyre szélesedő tematikával (szuperterheléses nehézfémes, ill. növényvédelmi vizsgálatok) kíván választ adni a mai kor kihívásaira és kelt széleskörű érdeklődést.
Az Intézet létszáma fokozatosan 100 alá csökkent, a kutatói létszáma pedig 30 körülire. Buzás István (1981–1991), majd 1991-tol Németh Tamás volt az Intézet tudományos igazgatóhelyettese. Várallyay György vezette az Intézet Talajtani Osztályát, Németh Tamás – Sarkadi János és Buzás István után – az Agrokémiai és Növénytáplálási Osztályt, Anton Attila pedig – Szegi Józsefet követően – a Talajmikrobiológiai és Talajbiokémiai Osztályt. A kor új kihívásaira gyors és rugalmas reagálásként tömegspektrométer és ICP laboratóriumok, valamint korszerű térinformatikai, GIS laboratórium épült ki.
Az Intézet kutatómunkáját nemzetközi színvonalú Könyvtár segíti. A Könyvtár hazai és külföldi könyv- (11 ezer kötet) és folyóirat (80 folyóirat) állománya alig csorbulva vészelte át a devizamentes időket. Erre az Intézet vezetése mindig különös figyelmet fordított, hisz kutatásai nemzetközi trendekhez igazodó naprakészsége csak így biztosítható. A Könyvtár folyamatosan fejlesztette informatikai rendszerét, korszerűsítette infrastruktúráját és feldolgozói munkafolyamatát. 2008-ban bekapcsolódott a Huntéka könyvtári integrált rendszerbe.
1996-ban Németh Tamás kapott megbízást az Intézet igazgatására, Anton Attila és Murányi Attila igazgatóhelyettesekként, illetve a Talajbiológiai és Talajbiokémiai Osztály és a Talajtani Osztály vezetőjeként, Várallyay György pedig kutatóprofesszorként segítették tevékenységét. Később Anton Attila lett általános igazgatóhelyettes, a Talajtani Osztály vezetését pedig Rajkai Kálmán vette át. A kutatások központi költségvetési forrása egyre szűkült, s egyre nagyobb hányadot kellett az Intézetnek külső forrásokból, elsősorban hazai és nemzetközi pályázatokon elnyert támogatásokból biztosítania. A hosszabb távra szóló programozott kutatásokat egyre inkább rövidebb időtartamú és bizonytalan kutatási pályázatok váltották fel, ami egy hosszú távú kutatási koncepció megvalósítását komolyan nehezítette. Az Intézet belső struktúrája igazodott az új kihívásokhoz, a merev osztályszerkezetet egyre inkább egy-egy feladatra létrehozott rugalmas kutatási teamek tevékenysége váltotta fel.
2008-ban Németh Tamást a Magyar Tudományos Akadémia Közgyűlése főtitkárrá választotta. Az Intézet igazgatására Anton Attila kapott megbízást, megtartva a Talajbiológiai és Talajbiokémiai Osztály vezetését is. Munkáját igazgatóhelyettesként és az Agrokémiai Osztály vezetőjeként Szabó Lajos, a Talajtani Osztály vezetőjeként Rajkai Kálmán, 2009-től a Környezeti Informatikai Csoport (GIS Laboratórium), majd 2010-től Környezetinformatikai Osztály vezetőjeként pedig Szabó József segítette.
Az MTA kutatóhálózatának megújítása keretében az MTA közgyűlésének 2011. december 05-i határozata alapján 2012. január 1-én megalakult az MTA Agrártudományi Kutatóközpont. Ennek során az addigi MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet -3 másik intézettel együtt – összevonásra került az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézettel.
Így 2012. január 1-től intézetünk a MTA Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani és Agrokémiai Intézeteként működik tovább.
2016. január 1-től az Intézet igazgatására Szabó József kapott megbízást.