Открыта в 1903 году экстра-ординарным профессором Тихоновым Тихоном Ивановичем. На кафедре были выполнены первые в Сибирском регионе научные работы по металлографии, резанию, технологии и сварке металлов.

Подготовка студентов ведется в специализированных лабораториях:

• металлографической;
• растровой электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа;
• литейного производства, сварки и обработки давлением;
• обработки металлов резанием;
• термической обработки;
• механических испытаний материалов;
• художественной обработки материалов.

Научные исследования ведутся по направлению:

• разработка металлических высоко износостойких литых сплавов с самоорганизующейся структурой поверхности трения;
• ультразвуковое модифицировании поверхности стали;
• керамические материалы.

Хоздоговорная тематика связана с нефтехимическими и машиностроительными предприятиями г. Томска, Омска, Ангарска, Кемерово, Уфы, Казани, Москвы.

Для ИТР предприятий кафедра проводит курсы повышения квалификации по материаловедению и термической обработке металлов.

1 июня 2010 г. в соответствии с утвержденной приказом Минобрнауки от 17 ноября 2009 г. № 613 Программой развития ГОУ ВПО "Томский политехнический университет" на 2009-2018 годы кафедра была выведена из структуры Машиностроительного факультета (МСФ) и введена в состав Института физики высоких технологий (ИФВТ).