Кафедра материаловедения, технологии материалов и метрологии была создана в 2005 году при открытии факультета нано- и биомедицинских технологий. На кафедру были переведены профессора С.Б. Вениг и Д.И. Биленко с кафедры физики твердого тела, доценты С.А. Ворошилов и С.В. Стецюра с кафедры физики полупроводников, приглашен из СГТУ профессор В.В. Кисин. Заведующим кафедрой был избран Почетный работник высшего профессионального образования, Почетный работник сферы образования РФ доктор физико-математических наук, профессор Сергей Борисович Вениг. В этом же году была создана учебно-научная лаборатория анализа материалов, которую возглавил сотрудник НИИМФ СГУ с.н.с., к.ф.-м.н. А.Г. Жуков. В 2007 году для обеспечения полного соответствия названия кафедры и названий, курируемых кафедрой образовательных направлений, она была переименована в кафедру материаловедения, технологии и управления качеством. В 2008 году была открыта учебно-научная лаборатория технологии материалов и покрытий (заведующий А.И. Гребенников). В 2016 году бала переведена из научно-образовательного института наноструктур и биосистем учебно-научная лаборатория криминалистического материаловедения (заведующий доцент, к.ф.-м.н., В.А. Федоренко). В 2017 году из НИИМФ СГУ была переведена на кафедру лаборатория микроэлектроники (заведующий доцент, к.ф.-м.н. Д.В. Терин). Сотрудники кафедры принимают активное участие в грантах, поддерживаемых Российским научным фондом (РНФ), Минобрнауки РФ, а студенты становятся победителями всероссийских и международных олимпиад и конкурсов. Помимо прочего, преподаватели кафедры активно работают с довузовской молодежью: регулярно проводятся экскурсии в лаборатории кафедры, читаются профориентационные лекции в школах города Саратова.