15 января 1938 года в КазГУ им. С.М.Кирова была организована кафедра под названием "Физиология растений и микробиология". С 1947 до 1999 года она называлась кафедрой физиологии и биохимии растений. В 1972 году от нее отделилась кафедра микробиологии и с 1999 года кафедра физиологии и биохимии растений стала именоваться кафедрой биотехнологии, биохимии, физиологии растений. В 2011 году объединением кафедр биотехнологии, биохимии, физиологии растений и микробиологии была создана кафедра биотехнологии.

Кафедра биотехнологии КазНУ им.аль-Фараби является первой и пока единственной в Казахстане кафедрой, на которой успешно развиваются исследования, и ведется подготовка специалистов в области биохимии, микробиологии и биотехнологии микроорганизмов, растений и животных, экологической биотехнологии, биоинформатики и моделирования экосистем.

В настоящее время коллектив кафедры биотехнологии составляют 13 докторов, 16 кандидатов наук, 3 докторов философии (PhD), 10 единиц учебно-вспомогательного персонала. В выполнении научных исследований активное участие принимают докторанты, магистранты и студенты бакалавриата.

На кафедре активно ведутся научные исследования в следующих направлениях:

• Физиология, биохимия, биотехнология и экология растений, микроорганизмов и микроводорослей.
• Биоэнергетика и биотехнология фототрофных микроорганизмов.
• Изучение биоценозов почвы и воды для оценки состояния объектов внешней среды.
• Разработка биотехнологических подходов к оценке состояния объектов внешней среды.
• Биотехнологические принципы фито- и биоремедиации нарушенных экосистем.
• Биотехнология создания биопрепаратов на основе растений и микроорганизмов для ремедиации загрязненных почв и водоемов.
• Биотехнология создания биопрепаратов пробиотического действия на основе микроорганизмов и микроводорослей.
• Биотехнология создания эфферентно-активных препаратов.
• Пищевая биотехнология. Создание новых продуктов питания.
• Биоинформатика, геномика, протеомика.