Жылуфизика кафедрасы 1934 жылы Қазақ мемлекеттік университетінің құрылған күнінен бастап құрылған бұрынғы жалпы физика кафедрасының мұрагері болып табылады. Жалпы физика кафедрасы – факультетіміздің басқа кафедраларының негізін қалаушы.  1934 жылдан 1949 жылға дейін кафедраны оның негізін қалаушы, профессор В. Ф. Литвинов – Алматы қаласы мен Іле Алатауы атмосфера физикасы бойынша зерттеулерді ұйымдастырушы, 1936 жылы кафедра жанынан астрономиялық обсерватория ұйымдастырылды, ол кейіннен ҚазКСР ҒА қарамағына өтті.1949 -1951 жылдары кафедраны доцент Ю. А. Соколов басқарды.

1951 жылы кафедраны Мәскеуден келген академик А. Ф. Иоффенің оқушысы, профессор Л. А. Вулис – термодинамика, жылуфизика және газодинамика саласында жұмыс істейтін қазақстандық физиктер ғылыми мектебінің негізін қалаушы.  Олардың ғылыми тақырыптары ортақ мәселемен біріктірілді - "тасымалдау үрдістерін зерттеу", ал кафедра жалпы және молекулалық физика кафедрасы болып аталды. 40-тан астам ғылым кандидаты, профессор Л. А. Вулис 1962 жылы кеткен соң, ол бастаған ісін жалғастырды. Олар: ғылым докторлары В. П. Кашкаров, Н. Д. Косов, Б. П. Устименко, К. Е. Джаугаштин, А. Т. Лукьянов, Ш. А. Ершин, З. Б. Сақипов, Б. А. Алияров, доценттер С. И. Исатаев, В. А. Поцелуйко, Ронжин в. В., А. Т. Трофименко, Т. К. Мироненко, Л. Ю. Артюх және т. б.

1962 жылдан 1972 жылға дейін кафедра екіге бөлінді. Біреуі – физика факультетінде физиканы оқыту үшін, жалпы физика және молекулалық физика кафедрасы (меңгеруші). каф. Н. Д. Косов), екінші – физика кафедрасы (меңгерушісі). каф. доц. Н. У. Исаев және доц. В. А. Поцелуйко), Университеттің басқа жаратылыстану факультеттерінде оқыту үшін.

1972 жылы осы екі кафедра негізінде үш кафедра ұйымдастырылды: жалпы физика және физиканы оқыту әдістемесі кафедрасы (меңгеруші). каф. доц. Профессор Н. Д. Косовтың басшылығымен молекулалық физика кафедрасы (кейіннен жылуфизика), физикалық гидродинамика кафедрасы –профессор В. П. Кашкаровтың басшылығымен.

1976-1979 жылдары жалпы физика және физиканы оқыту әдістемесі кафедрасын С.П.Пак басқарды, ал 1979 жылдан бастап кафедра меңгерушісі болып профессор Л. А. Вулистің алғашқы шәкірттерінің бірі - проф. С.И.Исатаев тағайындалды. 1986 жылы кафедра құрамынан физиканы оқыту әдістемесі кафедрасы бөлініп шықты және оның бұрынғы атауы - Жалпы физика кафедрасы қайтарылды.

1994 жылы кафедра профиліне ұқсас екі кафедра: физикалық гидродинамика кафедрасы және жылуфизика кафедрасы бір жылуфизика және молекулалық физика кафедрасына біріктірілді, оған жалпы физика кафедрасының оқытушылары мен қызметкерлерінің бір бөлігі кірді. Кафедра меңгерушісі болып проф. С. И. Исатаев тағайындалды. 

2002 жылдан бастап кафедраны профессор А. С. Асқарова басқарды. Кафедраның ғылыми зерттеулерінің негізгі бағыты жылу және молекулалық құбылыстар физикасы болып табылады. Кафедра оқытушылары мен ғылыми қызметкерлері аэродинамика және ламинарлы және турбулентті ағыстардың жылу массасын алмасуын, изотермиялық және изотермиялық емес жағдайларда бір және көп компонентті газдар мен сұйықтықтардың диффузия және жылу өткізгіштік құбылыстарын теориялық және эксперименталдық зерттеулермен, жану процестерінің заңдылықтарын және олардың практикалық қосымшаларын зерттеумен айналысады. 2002 ж. қараша айында А.С.Аскарованың физика факультетінің деканы лауазымына ауысуына байланысты кафедра меңгерушісі болып кафедраның үздік дәстүрлерін жалғастырушы доцент И. В. Локтионова тағайындалды. 

2010 жылы кафедра Жылуфизика, стандарттау және метрология кафедрасы болып өзгертілді және меңгерушісі болып профессор Асқарова А. С. тағайындалды. Кафедра келесі мамандықтар бойынша даярланады: физика (бакалавриат және магистратура), жылу физикасы, гидроаэродинамика, төмен температура физикасы. Соңғы жарты жыл ішінде жылуфизика кафедрасының түлектері 200 - ден астам кандидаттық диссертацияларын қорғады, оның 26-ы ғылым докторы болды. 

2011 жылы жылуфизика, стандарттау және метрология кафедрасы жылуфизика және техникалық физика кафедрасы болып өзгертілді. Болегенова С. А.-физика-математика ғылымдарының докторы, профессор, талантты жас ғалымдарға арналған ҚР мемлекеттік стипендиясының стипендиаты. "ЖОО үздік оқытушысы" грантының иегері - 2007. Жалпы және арнайы курстарды оқиды: "сандық жылуфизика әдістері"," жану және жарылыс физикасы"," реологиялық сұйықтықтардың жылуфизикасы"," өткізетін ортаның жылуфизикасы", студенттердің дипломдық жұмыстары мен магистрлік диссертацияларын басқарады. Ғылыми қызығушылығы: турбулентті ағыстарды сандық моделдеу, газдардың турбулентті жануы. 100-ден астам ғылыми жарияланымдары бар.