Кафедра «Промышленная теплоэнергетика» была образована в сентябре 1959 года. Первым заведующим кафедры был главный энергетик Челябинского Совнархоза Г.И. Сластенков. Промышленность и проектные организации страны остро нуждались в специалистах-промтеплоэнергетиках, поэтому на кафедре сразу же были сформированы группы старших курсов, и первый выпуск состоялся уже в 1961 году. Все выпускники были направлены на предприятия и в проектные организации для решения сложных задач оптимизации процессов потребления и преобразования тепловой энергии. На производстве сразу оценили специалистов, способных грамотно решать сложные вопросы эффективного применения различных видов энергии в технологических процессах, и в дальнейшем спрос на инженеров-промтеплоэнергетиков не ослабевал.
С 1966 по 1973 год кафедрой заведовал опытный специалист-производственник, доцент В.В. Осинцев, который вложил много труда в организацию обучения студентов, в совершенствование лабораторной базы кафедры, в развитие лабораторно-производственных методов обучения. Существенный вклад в становление учебного процесса кафедры внесли доценты, кандидаты технических наук Г.М. Смолкин, который одновременно занимал должность декана вечернего энергетического факультета и А.И. Липатникова, старшие преподаватели В.Л. Гинзбург и прошедший стажировку в Германии С.Н. Липатников. Научная работа кафедры ПТЭ в это время была связана с совершенствованием тепловых агрегатов ТЭЦ и металлургических предприятий.
В 1973 году заведующим кафедрой был избран доцент, кандидат технических наук Ю.А. Короленко. К традиционному научному профилю кафедры добавились работы по исследованию тепловых процессов в электродах руднотермических печей, в агрегатах обжига и графитации электродов. В это время на кафедре успешно развиваются численные методы решения тепловых задач с применением ПЭВМ. С 1968 года Ю.А. Короленко руководит аспирантурой и научный потенциал кафедры значительно усиливается за счет ее выпускников, успешно окончивших аспирантуру и защитивших кандидатские диссертации (В.М. Форостов, А.Н. Бабин, В.И. Горбенко, И.В. Есина).
В 1985 году заведующим кафедрой был избран профессор, доктор технических наук Е.В. Торопов – почетный выпускник Уральского политехнического института I960 года. С 1986 по 1999 год профессор Е.В. Торопов занимал одновременно и должность декана энергетического факультета.
Под руководством профессора Е.В. Торопова ведущим научным направлением кафедры становится совершенствование тепловых и технологических процессов в теплоэнергетике и металлургии в направлении энергосбережения, улучшения эксплуатационных характеристик, показателей надежности и экологических параметров. Профессор Е.В. Торопов является автором шести монографий, более 25 авторских свидетельств и патентов на изобретения и более 400 научных трудов, в том числе зарубежных. Под руководством проф. Е.В. Торопова усиливаются связи с научно-исследовательскими и учебными институтами, учреждениями Академии наук страны, с учеными Харькова, Алма-Аты, Фрунзе, Минска, Днепропетровска, успешно работает аспирантура, были успешно защищены четыре докторских и 15 кандидатских диссертаций. Выпускники кафедры продолжают успешно защищать кандидатские диссертации (Т.Б. Жиргалова, С.В. Пашнин, М.А. Юртаев, А.И. Грибанов).
Идет активное сотрудничество с промышленными предприятиями — заводом «Магнезит» (г. Сатка); заводом «Уральская кузница» (г. Чебаркуль); ТЭЦ УралАЗа (г. Миасс); Актюбинским заводом ферросплавов (Казахстан); ОАО «ЧЭМК» (г. Челябинск); заводом «Кристалл» (г. Верхнеуральск); Таджикским и Саянским алюминиевыми заводами и многими другими. Эффективно решаются вопросы теплоснабжения, энерготехнологии, энергосбережения.
В учебном процессе специальности «Промышленная теплоэнергетика» основной акцент ставится на усилении роли фундаментальных знаний, расширении кругозора будущих инженеров. Кроме того, в специальных дисциплинах излагаются основы энергетического менеджмента. Высокий уровень подготовки специалистов на кафедре подтверждается результатами участия студентов во Всероссийских олимпиадах и конкурсах дипломных проектов, где они регулярно занимают призовые места.
Кафедра имеет лаборатории, оснащенные современным оборудованием, позволяющим изучать и анализировать процессы в тепловых двигателях и нагнетателях, холодильных установках и тепловых насосах, проводить имитационное моделирование процессов тепломассообмена. Ряд лабораторных работ студенты выполняют на современном промышленном оборудовании на ведущих предприятиях города.
Кафедра за время работы к 2007 году подготовила более 2500 специалистов. Несмотря на это постоянная потребность реальной экономики и бизнеса в этих кадрах удовлетворяется в регионе лишь частично. Причем в перспективе, при ожидаемом обострении энергетических проблем потребность в выпускниках кафедры будет только возрастать. Постоянная связь с промышленными и энергетическими предприятиями инициирует работу по подготовке специалистов высокой квалификации не только по очной, но и заочной форме обучения. Сегодня кафедра ведет подготовку инженеров-промтеплоэнергетиков по четырем образовательным программам: дневная форма обучения, заочная форма обучения (со сроком обучения 6 лет, по сокращенной программе 4,5 г, по индивидуальным учебным графикам при получении второго высшего образования).
Выпускники кафедры «Промышленная теплоэнергетика» занимали и занимают ключевые посты на тепловых электростанциях, в энергетических комплексах промышленных предприятий, в муниципальном хозяйстве и сфере управления и др. В их числе: выпускник 1973 года заместитель председателя РАО «ЕЭС России» В.П. Воронин, который до этого занимал пост директора ЧТЭЦ-2, а затем управляющего ОАО «Челябэнерго»; выпускник 1962 года Заслуженный энергетик РФ В.Н. Фролов, который занимал пост главного энергетика ОАО «МЕЧЕЛ», с 1979 года является также председателем ГАК по специальности «Промышленная теплоэнергетика»; ведущий специалист ОАО «Челябэнерго» Б.Б. Москальков; главный инженер АО «Курганэнерго» А.С. Кудленок; главный энергетик ОАО «ЧМК» А.М. Чернаков, ныне – руководящий работник Минэнерго РФ; бывший главный энергетик ОАО «ЧТПЗ» Заслуженный энергетик РФ С.И. Шкаликов; бывший главный инженер АО «Ульяновскэнерго» B. C. Сторожик; бывший технический директор ОАО «Уральская кузница» Н.Л. Никитин; главный энергетик ОАО «ЧЭМК» А.Я. Петренко; главный теплоэнергетик ОАО «ЧЭМК» В.Г. Генне; директор Троицкой ГРЭС В.А. Горшков; директор ЧТЭЦ-1 О.Г. Полянцев; главный инженер ОАО «ЧГРЭС» С.В. Пашнин; главный инженер Челябинской ТЭЦ-2 М.П. Сухарев; заместитель главного энергетика ОАО «ЧМК» В.А. Целых и многие другие.
Глубокие знания теории теплофизических процессов, законов получения, преобразования и использовании энергии позволяют выпускникам кафедры успешно решать сложные задачи энергообеспечения различных секторов экономики, разрабатывать и внедрять в производство высокоэффективное оборудование и технологические процессы, решающие задачи энергосбережения.