Кафедра біотехнології була створена Наказом ректора НАУ в 2004 році як структурний підрозділ Факультету екології і дизайну Національного авіаційного університету. Очолювала кафедру доктор технічних наук, професор Кисла Любов Василівна. Вагомий внесок у розбудову кафедри біотехнології внесла кандидат технічних наук, доцент Чугуй Валентина Олексіївна, яка з 2006 року виконувала обов’язки заступника завідувача кафедри. Вона була ініціатором створення англомовного проєкту за напрямом «Біотехнологія».
З вересня 2008 року по червень 2019 року кафедру очолювала доктор біологічних наук Гаркава Катерина Григорівна.
З липня 2019 року по червень 2021 року кафедру біотехнології Факультету екологічної безпеки, інженерії та технології очолював доктор сільськогосподарських наук, професор Барановський Михайло Миколайович.
З липня 2021 року по червень 2024 року кафедру знову очолювала доктор біологічних наук Гаркава Катерина Григорівна.
Від початку заснування кафедри біотехнології у 2004 році підготовка студентів здійснювалась за двома спеціальностями: 092902 “Біотехнологія біологічно-активних речовин” та 092903 “Екологічна біотехнологія” напряму 0929 “Біотехнологія”.
Починаючи з 2011-2012 навчального року, у зв’язку зі зміною переліку спеціальностей на державному рівні, спеціальність “Біотехнологія біологічно-активних речовин” була перейменована на 05140103 “Фармацевтична біотехнологія”, а спеціальність “Екологічна біотехнологія” – на 05140105 “Екологічна біотехнологія та біоенергетика”.
У 2015 році в Україні було запроваджено новий перелік спеціальностей, відповідно до якого підготовка здобувачів вищої освіти для потреб біотехнологічної галузі здійснюється за спеціальністю 162 «Біотехнології та біоінженерія».
Сьогодні кафедра здійснює підготовку фахівців зі спеціальності 162 “Біотехнології та біоінженерія” освітніх ступенів “Бакалавр” та “Магістр” за освітньо-професійними програмами “Фармацевтична біотехнологія” та “Екологічна біотехнологія та біоенергетика”.
Оповідання доктора біологічних наук, професора Мінченко Жанни Миколаївни “Будем чекати разом” про захисти дипломних робіт студентами кафедри біотехнології у листопаді 2022 року.
