Katedros veiklos pradžia – 1922 m. kovo 4 d., kai Kaune įsikūrusiame Lietuvos universitete buvo įsteigta Termodinamikos ir vidujinio degimo variklių katedra, vadovaujama profesoriaus Vasario Gorodeckio.
1940 m. katedra pavadinta Šiluminių variklių, 1962 m. – Šiluminės energetikos, o 1995 m. – Šilumos ir atomo energetikos katedra.
2002 m. gauta Lietuvos mokslo premija.

Katedra rengia branduolinės energetikos ir termoinžinerijos bakalaurus ir branduolinės energetikos ir termoinžinerijos (2 metų studijos) bei pramonës termoinžinerijos (1,5 metų studijos) magistrus. Branduolinės energetikos bakalaurų specializavimosi sritys: atominės elektrinės, branduolinės energetikos inžinerija. Termoinžinerijos bakalaurų specializavimosi sritys: šilumos energetika, atomo energetika, valdymo inžinerija, kuro inžinerija. Termoinžinerijos magistrų specializavimosi sritys: šilumos energetika, atomo energetika, termotechnologijos, kuro inžinerija, atsinaujinančios energijos technologijos. Pramonės termoinžinerijos magistrų specializavimosi sritys: šilumos inžinerija, šalčio inžinerija, maisto pramonës inžinerija.

Pagrindinės skaitomos disciplinos:

• Inžinerinë termodinamika,
• taikomoji termodinamika,
• šilumos ir masės mainai,
• termohidromechanika,
• šiluminiai matavimai,
• kuro deginimo įrenginiai,
• šilumos generavimo įrenginiai,
• šiluminiai varikliai,
• biosferos apsauga energetikoje,
• šilumos technologiniai įrenginiai,
• energnešių tiekimo sistemos,
• termofikacija,
• branduolinių reaktorių teorija,
• branduoliniai reaktoriai,
• branduoliniai energetiniai įrenginiai,
• branduolinis kuras,
• atominės elektrinės,
• šaldymo teorija,
• termohidromechaniniai procesai ir aparatai,
• produktų šaldymo technologijos,
• maisto pramonės įrenginiai.