天空地一体化超光谱遥感应用工程实验室由中国科学技术大学超光谱遥感团队发起，依托国家环境光学监测仪器工程技术研究中心、大气环境污染监测先进技术与装备国家工程实验室等国家级实验平台而组建。目前形成了由国家级人才领衔的科研团队，旨在建立国内一流的超光谱大气监测技术和设备研发中心，打造“减污降碳”大气监测仪器装备与算法技术的标杆平台。
实验室现有团队成员30余人，正高级职称4人，副高级职称3人，中级职称6人，在读博士生十余人。团队学术带头人为中国科学技术大学刘诚教授，2022年获国家自然科学基金委“杰青”项目资助。担任国家重点研发计划“臭氧及前体物多源卫星高分辨率遥感与集成解析技术”项目负责人、国家重点研发计划“地球观测与导航”专项总体专家组成员。
团队长期致力于发展我国自主可控的温室气体和污染气体天空地一体化超光谱遥感技术，研发了首个国产紫外可见超光谱卫星遥感反演技术，在欧美技术生态封锁的不利条件下，实现了国产卫星污染气体精准遥感从无到有的突破。研究成果以第一/通讯作者发表在 Science Advances、Light: Science & Applications、Environmental Science & Technology 等著名期刊上，获国家发明专利十余项。研究成果曾获2023年度何梁何利基金科学与技术创新奖、科学探索奖、中国专利优秀奖，2019年度国家科技进步二等奖(第2完成人)，2020年度中国青年科技奖，2021年度安徽省科学技术一等奖 (第1完成人)等学术奖励。
团队自主研发的国产超光谱卫星遥感结果和地基遥感装备，在生态环境部卫星环境应用中心、中国环境监测总站、国家大气污染防治攻关联合中心等政府部门的“美丽中国”生态文明建设中推广应用，实现了国家重大活动的空气质量保障用国产卫星遥感和地基遥感装备来支撑。