В 1977 году 27 сентября в соответствии с решением коллегии Государственного комитета Совета министров СССР по науке и технике Приказом министра здравоохранения СССР академика Н.Н. Блохина № 470 от 16.05.1978 г. в г. Архангельске был организован филиал Научно - исследовательского института морфологии человека АМН СССР. Директором филиала Института назначен профессор Марачев Артур Георгиевич.

Основное направление научных исследований филиала – изучение в районах Европейского Севера СССР особенностей течения заболеваний, связанных с воздействием на организм человека климатических условий высоких широт. В дальнейшем филиал НИИ морфологии человека АМН СССР был преобразован в филиал Института физиологии Коми научного центра АН СССР. Директором филиала был назначен доктор медицинских наук Ткачёв Анатолий Владимирович (1981-1988 г.г.)

В соответствии с Постановлением Президиума УрО АН СССР № 4-2 от 30.05.1988 в г. Архангельске филиал был преобразован в Отдел экологической эндокринологии Института физиологии КНЦ УрО РАН, в составе которого созданы лаборатории метаболических процессов и функциональной морфологии. Заведующим отделом назначен доктор медицинских наук Ткачёв Анатолий Владимирович.

В 1998 г Отдел экологической эндокринологии был преобразован в Отдел экологической физиологии человека Института физиологии КНЦ УрО Российской академии наук. В целях дальнейшего развития исследований в области физиологии в экстремальных экологических условиях в соответствии с Постановлением Президиума Уральского отделения РАН от 04.11.1999 г. (№ 8-3) на базе Отдела решено организовать Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН и определить основные направления его научной деятельности.

В соответствии с Постановлением Российской академии наук (№ 30 от 08.02.2000) Отдел был выделен из состава Института физиологии КНЦ УрО РАН и на его базе создан Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН (далее – Институт).
Утверждены основные направления научной деятельности:
• эндокринные и иммунные механизмы адаптации организма человека и животных в изменяющихся условиях окружающей среды;
• резервные возможности организма в высоких широтах и способы коррекции физиологических функций.
Директором – организатором был назначен д.м.н., профессор Ткачёв А.В., который в марте 2000 года был избран коллективом Института.

В 2005 году в связи с безвременной кончиной д.м.н., профессора А.В. Ткачёва исполняющей обязанности директора Института была назначена д.м.н., профессор Добродеева Лилия Константиновна (в соответствии с Распоряжением Президиума УрО РАН № 1 от 11.01.2005).