Ülkemizde toprak ve su ilişkileri ile ilgili ilk uygulamalı araştırmalar, Çukurova Sulama Şebekesinde sulamanın neden olduğu sorunların ortaya çıkması ile gündeme gelmiştir. Bu amaçla; toprak ve su ilişkilerini araştırmak, sulu tarımın gerektirdiği çeşitli altyapı hizmetlerinin ülkemiz koşullarına uygunluğunu saptamak ve çiftçiye sulu tarım tekniklerini öğretmek amacı ile Bölge Sulu Ziraat Deneme İstasyonlarının kurulmasına başlanmıştır.

İlk Sulu Ziraat Deneme İstasyonu 1947 yılında Tarsus'ta kurulmuştur. Daha sonra toprak ve su kaynakları yatırımlarının artması üzerine, Sulu Ziraat Deneme İstasyonları sayıları artırılmıştır. Tokat Bölge Sulu Ziraat Deneme İstasyonu ise, 1963 yılında kurularak, çalışmalarına başlamıştır.

Bölge Sulu Ziraat Deneme İstasyonları olarak faaliyet göstermekte olan kuruluşumuz, 18 Mayıs 1970 gün ve 7/691 sayılı kararname ile kurulan mülga TOPRAKSU Genel Müdürlüğünün ihtiyaç duyduğu araştırma verilerini temini amacıyla, Tokat TOPRAKSU Bölge Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü olarak faaliyetlerine çalışma bölgesine giren Tokat, Amasya, Sivas ve Yozgat illerinde devam etmiştir.

Araştırma enstitüleri, 9 Mayıs 1985 tarihinde yürürlüğe giren 3202 sayılı "Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğünün Teşkilat ve Görevleri" hakkındaki kanunla Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü bünyesinde yer almıştır.

14 Mart 2005 tarihinde yürürlüğe giren 5286 sayılı Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğünün kapatılmasına dair kanunla müessesemiz, T.C. Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı Tarımsal Araştırmalar Genel Müdürlüğüne bağlı olarak Toprak ve Su Kaynakları Tokat Araştırma Enstitüsü adını almıştır. 2011 yılı içerisinde Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı'nın kurulmasıyla birlikte Orta Karadeniz Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma İstasyonu adını alan kurumumuz Bakanlar Kurulunun 2015/7706 sayılı kararı uyarınca Orta Karadeniz Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü ismini alarak faaliyetlerine devam etmektedir. ​