Кафедра екології НАУ організована 26 квітня 2001 р. (наказ ректора НАУ від 26.04.2001 № 53/од) на базі кафедри охорони праці та навколишнього середовища за ініціативи, сприяння і втілення професора Франчука Григорія Михайловича. Під його керівництвом та за безпосередньої участі розроблено навчальні плани, програми, методичні матеріали, розпочато навчально–виховний процес на очній формі навчання. Майже відразу запроваджено заочну форму та навчання англійською мовою (2001 р.).
За більш як 20 років роботи кафедри випущено понад 1000 фахівців (бакалаврів, спеціалістів та магістрів) у галузі екології та охорони довкілля. Понад 250 випускників отримали сертифікати, що засвідчують підготовку фахівців–екологів англійською мовою.
Сьогодні кафедра здійснює освітній процес за спеціальністю «Екологія» освітньо-професійної програми «Екологія та охорона навколишнього середовища» ОС «Бакалавр» і «Магістр» та освітньо-науковою програмою «Екологія» ОС «Доктор філософії».
У різні часи на кафедрі екології НАУ працювали видатні фахівці екологічної галузі світового рівня, які зробили вагомий внесок у розвиток науки про довкілля в Україні, зокрема, для наукових напрямків кафедри та навчально-дослідницького процесу студентів: д.г.-мін.н., професор Білявський Георгій Олексійович (засновник напряму екологічного аудиту), д.т.н., професор Станкевич Сергій Арсентійович (засновник напряму дистанційних досліджень Землі), д.б.н. Мовчан Ярослав Іванович (видатний еколог, засновник Національного екологічного центру України, екологічної мережі України, напрямів збереження біорізномініття, заповідної справи), д.б.н. Кутлахметов Юрій Олексійович (засновник напряму радіобіології та радіоекології), чл.-кор. НАН України Лисиченко Георгій Віталійович (керівник філії кафедри в Інституті геохімії навколишнього середовища НАН України, засновник напряму екологічної безпеки об’єктів ядерно-паливного циклу в Україні) та інші.
Під керівництвом провідних науковців та разом з професорсько-викладацьким складом на кафедрі сформувались, набули розвитку та втілюються нині у наукових розробках, дипломних роботах, студентських гуртках такі наукові напрямки: аерокосмічні дослідження поверхні Землі (д.т.н., професор Дудар Т.В., к.т.н. Лубський М.С.); ноосферна та екологічна вища освіта для сталого розвитку (д.пед.н., професор Саєнко Т.В.); відновлення порушених екосистем (к.т.н., доцент Радомська М.М., к.т.н., доцент Черняк Л.М., к.б.н., доцент Явнюк А.А.); радіоекологія та поводження з радіоактивними відходами в Україні (д.т.н., професор Матвєєва І.В., д.т.н., професор Ольховик Ю.О., к.б.н., доцент Явнюк А.А.); моделювання і прогнозування стану довкілля (к.фіз.-мат.н., доцент Гроза В.А., ст. викладач Горбач І.М.); оцінка впливу на довкілля (к.фіз.-мат.н., доцент Гай А.Є., к.б.н. Якименко Г.М.); фізичні фактори впливу на довкілля (д.т.н., професор Тихенко О.М., к.т.н., доцент Дмитруха Т.І., к.т.н., доцент Бовсуновський Є.О.); еколого-токсикологічні дослідження (к.б.н, доцент Білик Т.І.); поводження з відходами (к.т.н., доцент Павлюх Л.І., ас. Горбачова О.С.); аероекологічні дослідження впливу на довкілля і людину (к.б.н. Савицький В.Д.); сталий розвиток України (к.б.н., доцент Падун А.О., к.т.н., доцент Черняк Л.М., ас. Горобцов І.В.).
У квітні 2007 р. започатковано Всеукраїнську науково–практичну конференцію молодих учених та студентів «Екологічна безпека держави», що у 2021 р. відзначила своє 15-річчя та успішно працює нині, збираючи потужну аудиторію небайдужих до проблем довкілля студентів та молодих учених. Протягом тривалого часу натхненником і організатором конференцій та круглих столів є доцент Радомська Маргарита Мирославівна.
З самого початку роботи кафедри створювались виробничі філії на авіаційних підприємствах: Державний міжнародний аеропорт «Бориспіль»; завод № 410 цивільної авіації; у інститутах НАН України: Науковому центрі аерокосмічних досліджень Землі; Інституті гідробіології; Інституті геохімії навколишнього середовища; Інституті мікробіології та вірусології ім. Д. К. Заболотного; Науковому центрі радіаційної медицини; Інституті гігієни та медичної екології ім. О. М. Марзєєва АМН України; Національному університеті біоресурсів і природокористування України тощо.
З листопада 2021 р. кафедру очолює доктор технічних наук, професор Дудар Тамара Вікторівна, під керівництвом якої, враховуючи нагальні вітчизняні виклики сьогодення, активно розвивається науковий напрям аерокосмічних досліджень Землі з використанням сучасних цифрових дистанційних методів для оцінки порушених екосистем. У 2022 році започатковано науково-дослідну роботу, яку спрямовано на розробку принципів і засобів відновлення екосистем, порушених внаслідок воєнних дій та інших антропогенних впливів. До виконання цієї роботи залучені всі співробітники кафедри, і вона відкрита для участі аспірантів та студентів, яким цікава наукова робота і не байдуже майбутнє країни.
Наукова робота викладачів, що залучені до даної тематики, здійснюється в рамках концепції плану відновлення України, ініційованому на Міжнародній конференції з питань відновлення України, що прогодила в м. Лугано 4–5 липня 2022 року (Швейцарія).
