Кафедра основана в мае 1888 года на медицинском факультете Томского университета как кафедра минералогии и геологии. Первый заведующий кафедрой профессор А.М. Зайцев. В 1889 году при кафедре был создан Минералогический музей. Его основатели и лица, предоставившие первые коллекции: проф. А.М. Зайцев, горный инженер Т.П. Иванов, промышленник Э.М. Цибульский, М.В. Гирбасов, Н.Д. Романов, П.П. Пилипенко, А.Н. Державин (первый смотритель музея). Основу музея составили образцы минералов Алтая, Восточной и Западной Сибири, Урала, Тюрингии, Вестфалии, Саксонии, Чили, Японии. К 1917 году в музее насчитывалось уже более 30 000 образцов минералов и руд. С 1908 по 1917 год кафедрой заведовал приват-доцент (впоследствии профессор) П.П. Пилипенко. Одновременно П.П.Пилипенко заведовал и Минералогическим музеем.

Учебная деятельность кафедры в те годы состояла в практическом и теоретическом преподавании студентам-медикам кристаллографии, минералогии и геологии на первом и втором семестрах обучения. Особенностью подготовки медиков в Томском университете был увеличенный объем этих курсов в сравнении с программами медицинских факультетов других университетов: занятия по 3 – 4 часа в неделю велись в течение двух семестров. Студенты знакомились с основами геометрической кристаллографии, изучали диагностические свойства минералов и горных пород, а с 1908 г. совершали также небольшие геологические экскурсии в окрестностях Томска. В первые годы работы шло интенсивное развитие материальной базы учебного процесса и научных исследований: создавались обширные по тому времени минералогические и петрографические коллекции, приобретались кристаллографические модели минералов, великолепно в классическом стиле исполненные учебные таблицы и т. п. Для научных исследований были приобретены поляризационные микроскопы (тогда весьма дорогие приборы) и бинокулярные лупы. В дополнение к Научной общеуниверситетской на кафедре формировалась специализированная библиотека геологической литературы.

Таким образом, в это время несмотря на свою неправильность на медицинском факультете и малочисленность штатов (два человека) сотрудники кафедры вели достаточно интенсивные научные исследования, позволившие позднее поставить вопрос о приобретении университетскими геологами более самостоятельного статуса. Естественно, эти первые и по существу пионерные геологические исследования сибирского края имели в значительной степени регионально-геологический характер.

Особо следует отметить работы П.П. Пилипенко, заведовавшего кафедрой минералогии и геологии в 1908–1918 гг. Его монография «Минералогия Западного Алтая» (1915 г., 763 с.) явилась итогом многолетних и целенаправленных глубоких исследований пегматитовых и полиметаллических месторождений Алтая, в ряде случаев предвосхитивших выводы таких известных в геологической науке исследователей как академики С.С.Смирнов и А.Е.Ферсман. Так, им впервые было доказано образование самородных меди и серебра в зоне окисления сульфидных месторождений. Задолго до обобщений С.С.Смирнова (1951 г.) он установил зависимость процессов окисления сульфидных руд от их состава, климата, рельефа и типа вмещающих пород, дал описание общего строения зоны окисления, выделив в ней ряд подзон. Вертикальную и горизонтальную зональности сульфидных руд он связывал с изменением состава рудообразующих растворов во времени, стадийностью процессов минерализации. Подобные представления С.С.Смирнова стали известны геологической общественности лишь 20 лет спустя (1937 г.). Интересны выводы П.П.Пилипенко о процессах образования зональных гранитных пегматитов. По его мнению, вначале их образование происходит из силикатного расплава, затем из пневматолитовых и в конце из гидротермальных растворов. Им правильно была установлена и генетически интерпретирована последовательность образования зон в редкометалльных пегматитах.

После Октября 1917 года для геологического изучения Сибири в Томске было образовано Сибирское отделение Геологического комитета. Планомерные исследования этой громадной по площади и богатейшей территории потребовали подготовки местных геологических кадров, которые тогда в ограниченном объеме выпускались горным факультетом Томского технологического института. Для решения этой задачи в составе физико-математического факультета Томского университета в 1917 г. было открыто естественное отделение, осуществившее первый выпуск специалистов-геологов университетского профиля уже в 1921 г. (минералог Е.Ф.Чирва).

Первоначально отделение существовало только в составе кафедры минералогии и геологии с двумя штатными сотрудниками – профессором С.М.Курбатовым и ассистентом Л.Л.Солодовниковой. Однако оно достаточно быстро развивалось, формируя собственный профессорско-преподавательский состав в основном за счет учеников профессора М.А.Усова, в числе которых был и И.К.Баженов. Профессор С.М. Курбатов возглавлял кафедру с 1917 по 1922 год. Его научные интересы большей частью были связаны с минералогией силикатов. Для пополнения фондов Минералогического музея им вместе с преподавателями кафедры, работниками музея и студентами-минералогами был проведен ряд минералогических экспедиций. Некоторые из студентов (Е.Ф. Чирва, Т.Е.Красненская) стали впоследствии сотрудниками кафедры.

С 1922 по 1933 годы профессором кафедры минералогии состоял А.В. Лаврский, ранее выступивший в качестве одного из создателей Сибгеолкома.

В 1924 году на кафедре свой трудовой путь начал один из первых выпускников-геологов факультета Ю.А.Кузнецов, в будущем академик и крупнейший отечественный петролог.

С 1922 по 1934 год на кафедре работал А.М. Кузьмин – видный исследователь горных областей юга Сибири. В 1933–1934 годы он заведовал кафедрой. Научная и практическая деятельность Алексея Михайловича была связана с геологической съемкой и изучением полезных ископаемых Кузнецкого Алатау, Салаира, северо-восточной части Алтая, южной части Кузбасса. Он наметил тектоно-магматическую схему Алтае-Саянской складчатой области, выделил салаирскую складчатость, начал изучение геологии и геоморфологии рыхлых отложений. Многие годы профессор А.М. Кузьмин был связан с Кузнецким металлургическим комбинатом, обосновал и проводил поиски в Горной Шории новых месторождений железа (Таштагол, Ташелга, Шерегеш), принимал участие в открытии Мазульского марганцевого месторождения.

Кафедра минералогии и геологии (позднее минералогии и кристаллографии, а с 1993 г. – минералогии и геохимии) оказалась прародительницей ряда геологических кафедр геолого-географического факультета. В 1927 г. из ее состава выделилась кафедра петрографии (заведующий доцент Н.Н.Горностаев), в 1929 г. – кафедра исторической геологии (заведующий профессор В.А.Хахлов).

Сотрудниками кафедры минералогии осуществлялась огромная организационная и научно-производственная работа в составе Сибгеолкома, активно внедрялись в практику современные прогрессивные методы исследования минерального вещества и поисков месторождений полезных ископаемых (шлиховой метод и первая в стране шлиховая лаборатория, использование спектрального анализа и первая в Сибири спектральная лаборатория, разработка методики минералогической съемки жильных месторождений и геохимического метода корреляции магматических горных пород). Эти и многие другие начинания были возможны благодаря неутомимой энергии и научной прозорливости профессора И.К.Баженова, пришедшего на кафедру в 1922 году и заведовавшего ею в 1934–1949 и 1954–1973 гг. Имя профессора И.К. Баженова присвоено Минералогическому музею Томского государственного университета.

Активное участие в них принимали многие сотрудники и студенты геологического отделения университета (И.К.Баженов, А.М.Кузьмин, В.К.Монич, Ю.А.Кузнецов, А.К.Кюз и др.). Результатом этих исследований явилось открытие целого ряда месторождений (Ташелгинское, Таштагольское, Шерегешевское – А.М.Кузьмин, Тейское – И.К.Баженов и А.К.Кюз). «Железная» тематика в исследованиях кафедры стала традиционной и сохраняется до настоящего времени. Фактически за многие годы сложилась научная школа «железорудников», через которую прошло большинство сотрудников кафедры и в рамках которой в разные годы защищены докторская диссертация Б.М.Тюлюпо и 12 кандидатских диссертаций (В.К.Чистяков, Ю.В.Индукаев, Д.В.Калинин, Л.П.Копылова (Костененко), А.В.Мананков, А.И.Летувнинкас, Г.Б.Князев, С.Г.Камаев, В.Е.Хохлов, С.С.Коляго, А.А.Зубков, С.В.Гуков). Результаты этих исследований, которыми в разные годы руководили профессора И.К.Баженов и Б.М.Тюлюпо, обобщены в многочисленных публикациях, где детально рассмотрены геология, минералогия, геохимия и общие закономерности локализации контактово-метасоматических месторождений обширной Алтае-Саянской складчатой области.

После длительного перерыва (с 1918 г. после отъезда профессора П.П.Пилипенко из Томска) в 50-е годы доцентом Б.М.Тюлюпо было возобновлено изучение полиметаллических месторождений Рудного Алтая. Однако эти работы широко развернулись лишь с 1963 г., когда по заданию Западно-Сибирского геологического управления кафедра приступила к изучению новых колчеданно-полиметаллических месторождений в северо-западной части Рудного Алтая. Инициатором и основным исполнителем этих работ был А.Д. Строителев. Были проведены детальные исследования на восьми месторождениях и на целом ряде рудопроявлений, которые легли в основу четырех защищенных кандидатских диссертаций (Б.Л.Бальтер, М.П.Астафьев, В.М.Чекалин, А.Д.Строителев). Активное участие в исследовании полиметаллических месторождений принимали Л.А. Зырянова и В.Л. Свешникова.

Начиная с 1937 г. И.К.Баженовым настойчиво выдвигается идея использования для получения глинозема не традиционно применяемых для этого и дефицитных в Сибири бокситов, а открытых им на восточном склоне Кузнецкого Алатау месторождений нефелиновых пород (Горячегорского в 1937 г. и Кия-Шалтырского в 1957 г.). Схема их комплексной переработки с получением глинозема, содопродуктов и цемента была разработана совместно с профессором-химиком Томского университета А.П.Бунтиным (позднее его ректором). В начале 1949 г. по перспективам комплексного использования нефелиновых руд им составляется записка в ЦК КПСС. Однако результаты ее рассмотрения автору остались неизвестными: в том же 1949 г. И.К.Баженов был репрессирован и до 1954 г. находился на Колыме в лагерях ГУЛАГа. Тем не менее, Ачинский глиноземный комбинат был построен и работает на рекомендованных им нефелиновых рудах. В дальнейшем по инициативе профессора И.К.Баженова в изучении нефелиновых пород Кузнецкого Алатау участвовали сотрудники факультета М.П.Кортусов, В.А.Врублевский, В.Г Родыгина, Н.И.Кузоватов, И.И.Заболотникова. Позднее, когда в 80-е годы факультет получил предложение от ГПП «Запсибгеология» на проведение поисково-оценочных работ на нефелиновое сырье в Мартайге, для его реализации под руководством профессора М.П.Кортусова в научно-исследовательской лаборатории экспериментальной и прикладной минералогии кафедры была создана межкафедральная группа «Нефелин». По результатам выполненных ею исследований был защищен ряд кандидатских диссертаций (О.М.Гринев, В.В.Врублевский), а один из обнаруженных рудоносных массивов щелочных пород получил название Университетского в знак особых заслуг геологов ТГУ в изучении этого вида минерального сырья и создания рудной базы алюминиевой промышленности Западной Сибири.

Оставаясь приверженным и восприимчивым ко всему новому в геологической науке, в конце 50-х годов профессор И.К.Баженов много усилий приложил для создания межфакультетской лаборатории радиоактивных изотопов. С 1960 года вместе с молодыми сотрудниками кафедры Д.В. Калининым и А.Д. Строителевым он занялся организацией новой экспериментальной лаборатории по моделированию процессов минералообразования и выращиванию кристаллов минералов при высоких температурах и давлениях. Такие работы были начаты уже в начале 60-х годов, что и явилось одним из решающих аргументов в пользу официального открытия лаборатории в 1970 г. С открытием научно-исследовательской лаборатории экспериментальной и прикладной минералогии появилась возможность выполнения исследований по новым научным направлениям, связанным с синтезом аналогов природного минерального сырья, утилизацией отвальных отходов переработки полезных ископаемых, физикой минералов. По результатам выполнения оригинальных научных тем сотрудниками лаборатории и работавшими в этом направлении аспирантами защищена докторская (А.В.Мананков) и шесть кандидатских диссертаций (М.Д.Бабанский, Ю.Л.Погорелов, А.И.Чернышов, Н.Н.Борозновская, Л.Н.Коваленко).

Наиболее существенные достижения лаборатории связаны с экспериментами в области гидротермального синтеза силикатов и моделирования процессов минералообразования, выращивания кристаллов сфалерита гидротермальным способом и из раствора в расплаве. Экспериментально показана возможность использования отходов обогащения низкосортных нефелиновых руд и пород как петрургического сырья (пять авторских свидетельств). Осуществлялась разработка методов люминесцентного анализа минерального сырья и исследование термо- и рентгенолюминесцентных свойств отдельных минералов (Чистяков В.К., Матросов И.И., Борозновская Н.Н.) в качестве их типоморфного признака с возможными геолого-поисковыми и технологическими приложениями (пять авторских свидетельств). Существенные результаты получены при выполнении темы по совершенствованию технологии производства электротехнического периклаза (М.А. Самохвалов, А.Д. Строителев). Результаты этой работы внедрены на Северо-Ангарском периклазовом заводе и отражены в многочисленных публикациях и шести авторских свидетельствах.

В результате минералого-геохимической оценки руд Туганского комплексного месторождения разработаны составы и способы получения конденсаторных стеклокристаллических материалов на основе рутил-лейкоксенового концентрата. На основе компонентов руд Туганского месторождения разработаны составы покрытий сварочных электродов и создан электрод, обеспечивающий более высокое качество наплавленного металла по сравнению с известными типами электродов (М.А. Самохвалов).

Большой объём исследований по типоморфизму акцессорных минералов и расчленению на этой основе магматических и метаморфических комплексов был проделан В.К. Чистяковым. В работах А.И. Летувнинкаса получили развитие идеи зональности и стадийности минералообразования, выразившиеся в издании монографии и ряда учебных пособий по геологии полезных ископаемых. Им же в развитие идей профессора И.К. Баженова было заложено поисково-геохимическое направление исследований и подготовки специалистов геохимиков. На кафедре возникли и вели многолетние плодотворные научные исследования группы доцента Г.Б.Князева (железорудные месторождения центральной части Алтае-Саянской складчатой области, 1960–1989 гг.), заведующего лабораторией экспериментальной и прикладной минералогии А.Д.Строителева (полиметаллические месторождения северо-западной части Рудного Алтая, 1962–1989 гг.). Таким путем решались две актуальные для этого времени проблемы: внедрение результатов научных исследований в производство и выполнение дипломных и курсовых работ на реальные темы.

Геология, минералогия и геохимия рудных месторождений Алтае-Саянской складчатой области является одним из традиционных и основныхнаправлений в исследованиях кафедры и в настоящее время. Последние 30 лет главными объектами исследований были магнетитовые месторождения рудных районов Восточного Саяна, Кузнецкого Алатау, Горной Шории, Западного Саяна и полиметаллические месторождения Рудного Алтая. В их числе Тёйское, Абагасское, Ельген-Тагское, Изыхгольское и Ташелгинское железорудные месторождения Кузнецкого Алатау; Абаканское, Анзасское, Волковское, Кызырсугское и Ярышкольское месторождения Западного Саяна; Ирбинское, Бурлукское, Одиночное, Маргоз, Рудный Каскад, Тереховское, Табратское, Таятское, Хабалыкское, Сыдинское, Ильинское, Мульгинское месторождения Восточного Саяна; Степное, Захаровское, Змеиногорское, Рубцовское, Таловское и другие полиметаллические месторождения Рудного Алтая.

Изучение месторождений носит комплексный характер, предполагающий оценку их структуры и состава, а также строения рудовмещающих пород и особенностей магматизма рудных полей. Всесторонне исследуется минеральный состав руд и околорудных изменённых пород. Особенности минералогии и химического состава руд увязываются с их технологическими свойствами. Работами этого периода внесён значительный вклад в минералогию кальциевых и магнезиальных безводных и гидросиликатов скарнов и скарновых руд, минералогию полиметаллических руд и зоны их окисления.

Металлогенические обобщения и анализ динамических режимов развития Алтае-Саянской складчатой области в последние годы выполнены и обобщены в ряде статей доцентом кафедры Ю.В. Индукаевым. Г.Б. Князевым в связи с железооруденением рассмотрены особенности кембро-ордовикского вулканизма и интрузивного магматизма Сисим-Казырского синклинория Восточного Саяна. Установлена зональность в проявлениях магматизма, показана гетерогенность и длительность формирования ряда крупных интрузивных массивов и вулканических структур, особое внимание уделено дайковому магматизму и конкретным рудоносным структурам в связи с оценкой геодинамического режима процессов магматизма и железооруденения.

Доцентом С.И. Коноваленко при участии аспиранта кафедры А.А. Баёвой и доцента В.А. Баженова изучена палеогеография чехла верхнемеловых и палеогеновых отложений Томской области, что позволило установить основные закономерности размещения проявлений янтаря на её территории. Анализ этих данных с учётом выполненных аналитических исследований ископаемых смол Западной Сибири привёл к выводу о существовании здесь обширной самостоятельной янтареносной провинции, пик янтареобразования в которой пришёлся на маастрих – дат.

В разное время, начиная с работ П.П.Пилипенко, сотрудники кафедры занимались изучением пегматитовых и редкометалльных месторождений Сибири и Памира, завершившимся защитой ряда диссертаций (Е.Н.Зыков, И.И.Матросов, Е.К.Коляго, С.И.Коноваленко). В последние годы эти работы интенсивно ведутся на пегматитовых месторождениях Памира и Монголии под руководством доцента С.И.Коноваленко. В числе полученных им результатов находится теоретическое обоснование целесообразности выделения нового типа гранитных пегматитов – миароловых, обладающих признаками самостоятельной пегматитовой формации малых глубин. В ходе пятилетних полевых работ уточнено геологическое строение позднекаледонской и герцинской складчатых зон Южной Монголии, исследована геотектоническая позиция гранитоидного массива региона, рассмотрены условия локализации пегматитовых полей, их зональность и масштаб развития в пределах пегматитового мегапояса Монгольского и Гобийского Алтая. Впервые получен фактический материал по вещественному составу и специализации пегматитовых полей восточного звена этой крупнейшей металлогенической структуры Центральной Азии. Выполненные исследования позволили обосновать её принадлежность к ещё более грандиозной металлогенической структуре герцинского возраста, протягивающейся от Западной Сибири до района Внутренней Монголии Китая в обрамлении Сибирского континента. При изучении пегматитов Сибири, Средней Азии и Монголии были выявлены и исследованы виитаньемит, тетравикманит, гелландит, стибиоколумбит, вольфрамсодержащие разновидности пирохлора и колумбита, гамбергит, еремеевит, найден и описан новый минерал – тусионит. Особое внимание уделено типоморфизму обычных минералов пегматитов.

Аналитическое обеспечение минералого-геохимических исследований кафедры в разные годы осуществляли З.А. Иванчура, Н.И. Харина, В.А.Шкирова, Е.Д. Агапова), Е.М. Цымбалова, Т.С. Небера.

C 1989 по 1999 годы кафедрой заведовал профессор А.И. Летувнинкас. С его именем связано развитие нового научного направления кафедры – экологической геохимии. Появление этого направления было вызвано, с одной стороны, глобальным ухудшением экологического состояния природной среды в целом и в связи с этим экологизацией практически всех наук, а с другой, тем, что теоретической и практической основой решения многих экологических проблем являются идеи и методы геохимии. С момента зарождения (1989 г.) экогеохимические работы проводились комплексно совместно с учеными биологами и химиками-аналитиками. Базой для их проведения явился незначительный объем финансирования вначале по госбюджетной тематике в рамках НИЛ экспериментальной и прикладной минералогии, а затем – гранты РФФИ и Минобразования. Основное направление экогеохимических исследований связано с изучением трансформации различных компонентов природных ландшафтов южной тайги Западной Сибири в условиях техногенных нагрузок различного типа. Объектами изучения являются почвы, донные отложения малых водотоков, снеговой покров и различные представители биоты (растения, мелкие млекопитающие, земноводные, рыбы). Изучены общие закономерности техногенной трансформации состава снегового покрова, почв и донных отложений в пригородной зоне Томска и в Томском районе, а также в некоторых горнорудных районах Алтая. Прослежены корреляционные связи техногенных компонентов в природных объектах, их структура и общая направленность изменения при увеличении уровня нагрузок. Комплексность проводимых исследований техногенные преобразования среды позволяет увязывать с биоиндикационными показателями ее состояния и на этой основе строить соответствующие прогнозы. В качестве примера комплексного подхода к изучению техногенной трансформации природной среды можно привести исследования по району Туганского титан-циркониевого месторождения. Большой объем исследований проведен по изучению геохимических аспектов развития техногенного загрязнения на территории г.Томска. С этих же позиций специально рассмотрены экологические функции почв. Накопленный опыт проведения экогеохимических работ с использованием снегового покрова обобщен в ряде научных, методических и учебных публикаций последних лет.

С 1998 года кафедрой минералогии и геохимии (доцент В.Г. Житков, Т.А. Сёмина, Н.А. Сазонтова) был начат второй этап работ по внедрению в практику региональных геологических и геохимических исследований геоинформационных технологий. Доцентом В.Г. Житковым выполнены работы по дешифрированию космических снимков на Томскую область и сопредельные территории. Дешифрирование имело опытно-методический характер и проводилось с целью изучения возможности выявления глубинных геологических структур (прежде всего зон разрывных нарушений), скрытых под мощным чехлом рыхлых отложений, а также «сквозных» долгоживущих тектонических элементов. В результате работ была построена карта линеаментов и линеаментных зон.

Совместный анализ карты магнитного поля и карты линеаментов показал, что крупные зоны, выявленные при анализе космических снимков на поверхности, являются отражением глубинных тектонических структур, устанавливаемых и при аэромагнитных исследованиях. Кроме того, ряд кольцевых структур имеет соответствие в структуре магнитного поля, что свидетельствует об их глубинной природе. Таким образом, было показано, что совместная интерпретация данных дистанционного зондирования и различных геолого-геофизических методов исследований дает возможность выявлять долгоживущие тектонические структуры, являющиеся контролирующими для месторождений углеводородов.

Развитие этих работ идет в направлении изучения информативности мульти- и гиперспектральных снимков высокого разрешения для целей геологических исследований. С этой целью начал создаваться архив данных дистанционного зондирования, который к настоящему моменту включает в себя более 200 полноценных сцен, полученных со спутниковых систем Landsat – 4, 5, 7; IRS; Ресурс, охватывающих территорию юга Западной и Восточной Сибири, Монголию, север Западной Сибири, а также наиболее интересные и показательные в геологическом отношении районы планеты.

C 1999 по 2001 годы кафедрой заведовал Бабанский Михаил Демьянович. С 2001 по 2003 - Князев Георгий Борисович. С 2003 года по сентябрь 2015 года заведующим кафедрой был Сергей Иванович Коноваленко. В настоящее время заведующим является Дмитрий Васильевич Лычагин.