Кафедра 1938 жылы 15 қаңтарда «Өсімдіктер физиологиясы және микробиология» кафедрасы болып ашылды. 1947-1999 жылдар аралығында кафедра «Өсімдіктер физиологиясы және биохимиясы» болып, ал 1999 жылдан бастап «Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы» деп аталады. 1972 жылы кафедра екіге бөлініп, жаңа микробиология кафедрасы пайда болды. 2011 жылы биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы және микробиология кафедрасының негізінде Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-дың биология және биотехнология факультетінде биотехнология кафедрасы құрылды.

   Қазақстан Республикасында биотехнология кафедрасы – биотехнолог мамандарды даярлау мен биохимия, микробиология жəне микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлар биотехнологиясы, экологиялық биотехнология, биоинформатика мен экожүйелерді моделдеу саласындағы ғылыми-зерттеу жұмыстарын белсенді жүргізіп отырған алғашқы жəне қазіргі таңдағы жалғыз кафедра.

   Қазіргі таңда биотехнология кафедрасының ұжымы: 13 доктор, 16 ғылым кандидаты, 3 философия докторы (PhD), 10 оқу-көмекші құрамынан тұрады. Ғылыми зерттеулерді орындауға докторанттар, магистранттар, бакалавр студенттері белсенді араласады.

   Кафедрада келесі бағыттар бойынша ғылыми зерттеу жұмыстары белсенді жүргізілуде:

• Өсімдіктер, микроорганизмдер және микробалдырлар физиологиясы, биохимиясы, биотехнологиясы және экологиясы.
• Фототрофты микроорганизмдердің биоэнергетикасы және биотехнологиясы.
• Қоршаған орта объектілерін бағалау үшін топырақ пен су биоценоздарын зерттеу.
• Сыртқы орта объектілерін  бағалауға биотехнологиялық тәсілдерді құрастыру.
• Ластанған экожүйелердің фито және биоремедиациясының биотехнологиялық принциптері.
• Ластанған топырақ пен су қоймаларын ремедиациялау үшін өсімдіктер мен микроорганизмдер негізінде биопрепараттар жасау биотехнологиясы.
• Микроорганизмдер мен микробалдырлар негізінде пробиотикалық әсер ететін биопрепараттар жасау биотехнологиясы.
• Эфферентті-белсенді препараттарды жасау биотехнологиясы.
• Тағамдық биотехнология. Жаңа тамақ өнімдерін жасау.
• Биоинформатика, геномика, протеомика.