Со дня основания института изучению физики отводилось важное место в общей системе обучения мастеров-технологов. В Положении об учреждении Технологического института указывалось, что теоретическая часть обучения должна включать «необходимые для ремесел и искусств познания в физике». Уже с 1836 года в программу обучения входит чтение публичных лекций по физике. Дальнейшее повышение роли физики в учебном процессе института связано с именем Р.Э. Ленца, сына академика Э.Х.Ленца. В начале шестидесятых годов прошлого века Р.Э. Ленц создает в институте физический кабинет, а в 1862 году избирается профессором физики. Этот кабинет стал основой кафедры физики, где профессор со своими помощниками - лаборантами вел большую научную работу. За 34 года работы в институте профессор Р.Э. Ленц опубликовал 22 научные работы и фактически создал кафедру, хотя вначале она именовалась "Физический кабинет" (до 1912 года), а затем - "Физическая лаборатория" (до 1930 года).

В 1886 году на должность профессора физики был избран Н.А. Гезехус. В этой должности он оставался до 1918 года, совмещая при этом преподавание физики с работой в качестве помощника директора института. С 1918 года лабораторию физики в институте возглавил профессор Н.Н.Георгиевский. В 1930 году на базе химического факультета образовался Химико-технологический институт, где кафедру физики возглавил В.И.Павлов. К этому времени на кафедре работали 16 преподавателей. Лекции читали В.И.Павлов, Е.П. Кельзи, И.В. Поройков, С.В.Серова, А.А.Чечулин и другие.

Основное направление научной работы кафедры – исследование геометрического строения и молекулярной динамики органических и элементоорганических соединений методом газовой электронографии, исследование электронного строения молекул и природы химической связи квантово-химическими методами, колебательная и микроволновая спектроскопия. Разработан и создан ряд оригинальных датчиков для измерения расхода жидкости, для определения октанового числа моторных топлив и для измерения содержания воды в них. Сконструирована система для тонкой очистки биопрепаратов методом зонной плавки. Проведена большая работа по изучению влияния магнитного поля на насыщение крови кислородом. Учеными кафедры разработаны методы диагностики болезней крови и раковых заболеваний на основе метода биолюминесценции. На кафедре защищаются аспиранты, регулярно публикуются научные статьи. Кафедра участвует в конкурсе грантов, а также в федеральной программе, курируемой Минвузом.