中华人民共和国成立以后，伴随国家经济建设发展和测绘事业的逐步壮大，迫切需要加强对全国测绘事业的规划和管理，并进一步加快全国性基础测绘工作。

1955年12月29日，周恩来总理向全国人大常委会提交了成立国家测绘总局的议案，提出：“测绘工作对于国家的经济建设和国防建设都有重要的作用。但是，由于没有一个统一的领导测绘工作的机构，各部门的测绘工作，技术规格不统一，并且存在有质量不高和重复浪费的现象，同时，使中国人民解放军总参谋部测绘局常因担负非军事性的测绘任务，打乱和推迟了国防测绘工作的进度。为了适应国家经济建设的需要，加强和统一测绘工作的领导，以便做好全国的基本测图工作，建议设立国家测绘总局，作为国务院的一个直属机构。”

1956年1月23日，经第一届全国人民代表大会常务委员会第31次全体会议审议批准，设立国家测绘总局。3月17日，周恩来总理指示国务院副总理兼国防部长彭德怀，由总参测绘局负责筹建，并从总参测绘局调出局长陈外欧、副局长鲁突及技术与行政人员20名，组成国家测绘总局领导机构进行筹建。同年6月，国务院任命陈外欧为国家测绘总局局长。成立初期，国家测绘总局由国务院第三办公室协助总理掌管。1957年1月，划归国家建委掌管。1958年2月，又划归地质部管理。1960年，国务院任命李廷赞为国家测绘总局局长。1962年，陈外欧复任国家测绘总局局长。1969年国家测绘总局撤销，由军队统一管理全国测绘工作。

1973年，国家测绘总局重建，继续主管全国测绘工作，归国家建委管理。1982年更名为国家测绘局。1988年，根据第七届全国人民代表大会第一次会议审议批准的国务院机构改革方案，国家测绘局为建设部归口管理的国家局。1993年3月，根据第八届全国人民代表大会第一次会议审议批准的国务院机构改革方案，国家测绘局由原建设部归口管理的国家局改为由建设部管理的国家局，并由正局级提高为副部级。1998年3月，根据第九届全国人民代表大会第一次会议审议批准的国务院机构改革方案和《国务院关于部委管理的国家局设置的通知》（国发〔1998〕6号），国家测绘局由建设部管理的国家局变为由国土资源部管理的国家局。

2011年5月23日，经国务院批准，国家测绘局更名为国家测绘地理信息局。2018年3月，根据十九届三中全会审议通过的《深化党和国家机构改革的方案》、第十三届全国人民代表大会第一次会议审议批准的国务院机构改革方案，组建自然资源部，负责测绘行业管理，不再保留国家测绘地理信息局。

国家测绘地理信息局作为主管全国测绘事业的国家行政机构，主要职责包括：①起草测绘法律法规和部门规章草案，拟定测绘事业发展规划，会同有关部门拟订全国基础测绘规划，拟订测绘行业管理政策、技术标准并监督实施。②负责基础测绘、国界线测绘、行政区域界线测绘、地籍测绘和其他全国性或重大测绘项目的组织和管理工作，建立健全和管理国家测绘基准和测量控制系统。③拟订地籍测绘规划、技术标准和规范，确认地籍测绘成果。④承担规范测绘市场秩序的责任。负责测绘资质资格管理工作，监督管理测绘成果质量和地理信息获取与应用等测绘活动，组织协调地理信息安全监管工作，审批对外提供测绘成果和外国组织、个人来华测绘。组织查处全国性或重大测绘违法案件。⑤承担组织提供测绘公共服务和应急保障的责任。组织、指导基础地理信息社会化服务，审核并根据授权公布重要地理信息数据。⑥负责管理国家基础测绘成果，指导、监督各类测绘成果的管理和全国测量标志的保护，拟订测绘成果汇交制度并监督实施。⑦承担地图管理的责任。监督管理地图市场，管理地图编制工作，审查向社会公开的地图，管理并核准地名在地图上的表示，与有关部门共同拟定中华人民共和国地图的国界线标准样图。⑧负责测绘科技创新相关工作，指导测绘基础研究、重大测绘科技攻关以及科技推广和成果转化，开展测绘对外合作与交流。⑨承办国务院及国土资源部交办的其他事项。

国家测绘地理信息局的组织机构包括：①内设机构。办公室、规划财务司、国土测绘司、法规与行业管理司、地理信息与地图司（测绘成果管理司）、科技与国际合作司、人事司、直属机关党委（直属机关纪委）、离退休干部处。②直属单位。陕西测绘地理信息局、黑龙江测绘地理信息局、四川测绘地理信息局、海南测绘地理信息局、中国地图出版集团、中华地图学社（国家测绘地理信息局上海地图制印管理处）、中国测绘科学研究院、国家基础地理信息中心、国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心、中国测绘宣传中心（中国测绘报社）、国家测绘地理信息局管理信息中心、国家测绘地理信息局地图技术审查中心、国家测绘地理信息局测绘发展研究中心、国家测绘地理信息局职业技能鉴定指导中心、国家测绘产品质量检验测试中心、国家测绘地理信息局重庆测绘院、国家测绘地理信息局机关服务中心、国家测绘地理信息局北戴河休养院、国家测绘地理信息局三亚测绘技术开发服务中心。③社团组织。中国测绘学会、中国地理信息产业协会、中国卫星导航定位协会。