С 1942 года преподавание дисциплин теплотехнического профиля проводилось на кафедре теории и конструкции авиадвигателей. А в 1958 году образовалась отдельная кафедра - теплотехники и тепловых двигателей. В разные годы её возглавляли профессора Виктор
Павлович Лукачёв, Александр Петрович Меркулов, Сергей Викторович Лукачёв.
Научно-исследовательская работа на кафедре проводилась в ОНИЛ-2 и ОНИЛ-9; НИЛ-49, ИЦ КуАИ-СГАУ. С 2010 года научно-исследовательская работа на кафедре ведётся на базе Научно-образовательного центра газодинамических исследований (НОЦ ГДИ) по направлениям «Горение и рабочие процессы в камерах сгорания тепловых двигателей», «Энергосбережение и энергоэффективные технологии», «Криогенная техника» и КБ «Водород СМ». Годовое финансирование НИР составляет 50-70 млн рублей. При выполнении НИР используется современная измерительная аппаратура, в том числе лазерное оборудование - для исследования основных физико-химических процессов сгорания топлива в различных камерах сгорания.
Разработаны алгоритмы оценки выбросов вредных веществ (в том числе канцерогенных). Впервые в мировой практике создана достоверная база данных по выбросу канцерогенного бенз(а)пирена авиационных ГТД.
Сотрудники кафедры принимали участие в доводке рабочего процесса КС ГТД семейства НК на жидком и газообразном топливе.
Совместно с ОАО «Металлист-Самара» создана установка для опреснения морской воды. Разработана серия низкотемпературных установок для термообработки авиационных деталей. Стенд «Полюс» включен в реестр метрологических средств России для юстировки гигрометров, измеряющих влажность газов. Вихревые дезактивирующие установки использовались для ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Кафедра провела 6 Всесоюзных НТК «Вихревой эффект и его применение в технике» и 9 Всероссийских НТК «Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей».
Статфакт
Коллектив кафедры в настоящее время составляет: 6 профессоров, 13 доцентов, всего 32 преподавателя. 18 человек в возрасте до 35 лет. Сотрудниками кафедры защищены диссертации: 12 д.т.н, 81 к.т.н. В аспирантуре ежегодно обучаются до 15 аспирантов, работает магистратура.