Кафедра теплоенергетики була створена на базі кафедри гірничої механіки, заснованої в 1938 р. Першим завідувачем був ректор Криворізького гірничорудного інституту, кандидат технічних наук, доцент М. К. Правицький. Підготовка фахівців за спеціальністю «Теплоенергетика» почалася в університеті в 1993 р., а кафедра почала функціонувати самостійно в 1997 р. З 1987 р. до 2009 р. кафедрою завідував доктор технічних наук, професор В. А. Трегубов. З 2009 р. кафедру очолює доктор технічних наук, професор О. В. Замицький.

Спеціальність «Теплоенергетика» рішенням колегії Міністерства освіти та науки України визнана акредитованою за четвертим рівнем і має ліцензію на право впровадження освітньої діяльності на рівні кваліфікаційних вимог до бакалавра та магістра. Щороку кафедра випускає групу інженерів-теплоенергетиків денної та заочної форм навчання.

Основні напрямки наукової діяльності кафедри пов’язані зі зниженням енергоспоживання, підвищенням надійності насосних установок, дослідженням процесів контактного тепломасообміну, використанням когенераційних технологій та ін.