Уявити історію Харківського технологічного інституту без хімії неможливо. Низка сучасних хімічних кафедр, що складають факультет технології органічних речовин (ТОР) є ровесницями НТУ «ХПІ». У перші роки існування ХПІ їх попередниці входили до складу хімічного відділення. Завдання, що стояли перед ними, були обумовлені потребами розвитку промислових підприємств Донбасу і всього Півдня Російської імперії. Перший директор інституту В. Л. Кірпічов залучив до викладання хімічних наук плеяду видатних учених-хіміків, серед яких були, хімік-органік О. П. Ельтеков, фізико-хімік Д. П. Турбаба, професори І. М. Пономарьов, М. О. Чернай, фахівці в галузі хімічних технологій В. О. Геміліан, О. П. Лідов та інші.
Варто зазначити, що тоді поділу на звичні в наш час факультети не існувало. Саме тому, дисципліни та напрями, які в майбутньому поділено між до факультетом технології неорганічних речовин та факультетом ТОР, викладалися на єдиному хімічному відділенні ХПТІ. Усі розділи хімії спочатку були представлені однією кафедрою хімії, до складу якої входили хімічна лабораторія, низка службових приміщень, кабінети та дві аудиторії для читання лекцій, розташовані у хімічному корпусі ХТІ. З часом створювалися кафедри технологічного профілю, зокрема з хімічної технології з відповідними лабораторіями.
Серед випускових технологічних кафедр хімічного спрямування ХПІ були кафедра технології органічних та фарбувальних речовин, яку з 1885 року обіймав професор В. О. Гемеліан. Розмаїттям вирізнялися дослідні установки кафедри технології органічних та фарбувальних речовин. Окремо в чотирьох добудовах містилися газовий завод (з газгольдерами), дослідна установка для сухої перегонки деревини та нафтоперегонний куб. Окрім того, в технічному корпусі були розташовані допоміжні установки — дробарки, змішувачі, автоклави, перегінні куби, вакуум-насоси, ексгаустери, екстрактори тощо.
Проф. В. О. Геміліан першим почав читати лекції з дисципліни «Хімія та технологія барвників і їх використання». До роботи у ХПТІ він вивчав у США організацію нафтового промислу, видобутку та перегонки нафти. Тематика його наукових праць стосується будови кротонових кислот, синтезу трифінілметана і його гомологів та ін. Автор праць «Про хімічний склад харківської водопроводної води» та «Керівництво до дослідження води, її якості та способів очищення».
У 1889 р. кафедру очолив ад’юнкт – професор О. П. Лідов, випускник Санкт-Петербурзького практичного технологічного інституту, заслужений професор. При його безпосередній участі збудовані перші заводи: газові, нафтові, з сухої перегонки деревини. Він є автором більш 50 наукових робіт з різних галузей хімічної технології, в тому числі – з використання та дослідження властивостей горючих копалин. Серед робіт вченого: книга «Вступ до хімічної технології», «Аналіз газів», «Стислий курс газового виробництва», «Аналіз води» та інші.
Із 1919 р. кафедрою технології органічних і фарбувальних речовин завідував професор М. І. Кузнєцов, який у 1920 р. – 1921 рр. виконував обов’язки ректора ХТІ. Ще у 1908 р., працюючи на посаді лаборанта, вчений вперше в країні започаткував навчальний курс із коксування вугілля та продуктів його переробки. Виданий у 1912 р. підручник з цієї дисципліни довгі роки був єдиним посібником у даній галузі. Всього йому належить більш 80 наукових робот, частина яких пов’язана з технологіями напівкоксування і коксування, газифікацією низькосортного палива. М.І. Кузнецов першим викладав лекції з коксування вугілля, першим вів цільову підготовку спеціалістів для коксохімічних підприємств, автор першого підручника “Производство кокса. Его свойства и исследование. Утилизация побочных продуктов коксового производства”, який вийшов з друку в 1912 році. Ця монографія була створена на основі факультативного курсу лекцій, які були прочитані автором у Харківському Технологічному інституті в 1908-1910 роках. Розуміючи велике значення необхідності вивчення властивостей твердого пального і впровадження його в пірогенні процеси він першим визначив головні напрямки і переваги використання коксу, утилізації побічних продуктів коксового виробництва, розпочав дослідження з дії органічних розчинників на кам’яне вугілля.
Почесний доктор «ХПІ», професор К.О. Бєлов прийняв керівництво кафедрою у 1942 році в той час, коли був евакуйований у числі професорсько-викладацького складу Хіміко-технологічного інституту в м. Чирчик Узбекської республіки. Під його керівництвом проведені дослідження вугілля Середньої Азії, розроблені рекомендації з використання хімічних продуктів коксування оборонного значення. К.О. Белов очолював наукові і практичні роботи, пов’язані з розробкою нових й інтенсифікацією діючих процесів термохімічної переробки твердих, рідких та газоподібних горючих копалин. Найбільш важливими з цих розробок вважаються технології уловлювання бензольних вуглеводнів та очищення коксового газу під тиском. Результати цих робіт були використані Гіпрококсом при проектуванні Ясиновського та Авдіївського коксохімічних заводів. Під керівництвом К.О.Белова розроблено спосіб переробки вуглеводневого конденсату, Шебелинського природного газу для виробництва автомобільного бензину, «уайт-спіриту», дизельного пального. Отримані результати стали основою при проектуванні заводу для ректифікації газового конденсату. Взагалі проф. К.О. Бєлов опублікував більш 130 наукових праць, має 25 винаходів та патентів.
Вагомий внесок у розвиток наукової школи кафедри та підготовку спеціалістів був зроблений професором Л.Л. Нестеренко. Їм сформульовані наукові положення про походження, склад і структуру речовин кам’яного вугілля та сутність процесів їх перетворення під дією різних органічних розчинників. Л.Л. Нестеренко очолив напрямок досліджень у галузі теоретичних проблем хімії вугілля, процесів його коксування. Ці ідеї були одноголосно прийняті у рішеннях Всесоюзної наради по хімії і генезису вугілля в Москві у 1950 році. Також треба відмітити великий комплекс досліджень, виконаних з використанням розробленого під керівництвом проф. Л.Л. Нестеренко методу виділення пластичної вугільної маси, що утворюється при нагріванні вугілля до 600 °С. Це відкрило нові широкі можливості для вивчення структурних особливостей речовин вугілля, їх спікливості та коксування. Деструкція вугілля у центробіжному полі викликала великий інтерес і біля 70 установок були виготовлені на Харківському коксохімічному заводі для наукових, учбових інститутів СРСР та зарубіжжя. Розроблені нові погляди на склад і молекулярну структуру твердих копалин, а також досягнення в галузі вуглехімії проф. Л.Л. Нестеренко опублікував у більш ніж 50 наукових роботах та монографіях «Химия твердых горючих ископаемых» і «Основы химии и физики горючих ископаемых» з співавторами.
У 1986 році завідувачем кафедри став доктор технічних наук заслужений діяч науки і техніки України, проф. М.Г. Скляр. До вказаного року проф. М.Г. Скляр керував колективом Державного науково-дослідного вуглехімічного інституту. Як відомий вчений-хімік і спеціаліст у галузі вуглехімії, теорії та практики коксохімічного виробництва він опублікував близько 200 наукових праць, 3 монографії, сприяв розвитку наукового потенціалу кафедри. М.Г. Скляр автор нової технології безперевного шарового коксування вугілля, що не має аналогів у світовій практиці. Технологія знайшла дослідно-промислове впровадження на Харківському коксовому заводі і дозволяє використовувати вихідну шихту з підвищеним вмістом слабоспікного вугілля. Під керівництвом проф. Скляра М.Г. захищено 2 докторські та 13 кандидатських дисертацій.
З 2000 по 2017 рік кафедрою завідував доктор технічних наук професор Станіслав Олександрович Слободськой. З 1957 року після закінчення Харківського політехнічного інституту життя С.О. Слободського невідривно пов’язана з коксохімією. Вісім років він працював в Конструкторському бюро автоматизації інституту Гіпрококс, далі – аспірантура УХІНу, після захисту кандидатської дисертації працював в УХІНі, де Станіслав Олександрович пройшов шлях від наукового співробітника лабораторії моделювання процесів та апаратів до завідуючого лабораторією фізичних методів дослідження.
З 1996 року Станіслав Олександрович працював в НТУ «ХПІ» професором кафедри технології палива та вуглецевих матеріалів, потім – заступником завідувача кафедри, а з 2000 року – завідувачем кафедри. Під його керівництвом проводились важливі дослідження щодо створення та вивчення нового обладнання і технології підготовки сировини для виробництва вуглецевих матеріалів, було створено технологію одержання карбіду кальцію з використанням коксу класу 25-40 мм, проводились роботи з вивчення вугілля, його термохімічних перетворень та продуктів, що при цьому одержуються, використовувалось найсучасніше обладнання.