Кафедра екології та природокористування бере свій початок з заснування департаменту екології у 1996 році. Тоді наказом № 16/К від 02.08.1996 року на посаду керівника департаменту був призначений кандидат технічних наук, доцент В.В. Добровольський. У цьому ж році було здійснено перший набір 27 студентів, які бажали стати професійними екологами. У перший рік навчання дисципліни професійного спрямування викладали студентам кандидат технічних наук, доцент В. В. Добровольський, кандидат технічних наук, доцент Ж. Ф. Соловйова, кандидат сільськогосподарських наук А.А. Сірик. З ростом та розвитком університету та відповідно до навчального плану спеціальності з’являлися нові дисципліни, приходили нові викладачі. Напрями наукової діяльності кафедри були пов’язані із вивченням забруднення навколишнього середовища важкими металами; очищення стічних вод від нафтопродуктів; проблемами лісорозведення на Півдні України.
З 1 вересня 1999 року до складу викладачів департаменту екології приходить кандидат біологічних наук, доцент В. М. Давиденко, який викладав студентам дисципліни біологічного спрямування. У складі департаменту екології працюють доктор сільськогосподарських наук, професор Н.Х. Грабак, кандидат технічних наук, доцент Ю. Л. Мощенцев, кандидат технічних наук, доцент Л. П. Клименко, кандидат екологічних наук, доцент Н.І. В’юн, кандидат біологічних наук, доцент Ю. А. Томілін, кандидат педагогічних наук, доцент О. П. Мітрясова, кандидат медичних наук, доцент Г.В. Грищенко, викладачі Л.І. Патрушева, В.В. Єлісєєв, які викладають для студентів дисципліни екологічного спрямування. Напрями наукової діяльності орієнтуються на вивчення проблем акліматизації та гібридизації тварин в умовах степової зони України. Ректор університету разом із студентами-екологами видає навчальний підручник „Техноекологія”, аналогів якому не було в Україні.
15 травня 2000 року до викладачів департаменту екології приєднується доктор сільськогосподарських наук, професор М. І. Калінін, який фактично стає першим завідувачем кафедри екології. Він очолював перші навчальні практики студентів на Кінбурнській косі у Василівському лісництві. Професор М. І. Калінін працював на посаді завідувача кафедри до 1 липня 2002 року. Заступником завідувача кафедри екології стає кандидат біологічних наук, доцент В. М. Давиденко. Кафедра екології отримує нове просторе приміщення на третьому поверсі четвертого корпусу університету, де розташовується і тепер. 11 вересня 2002 року завідувачем кафедри обраний кандидат технічних наук, доцент О.А. Сирота. Кафедральний напрямок наукових досліджень стосується розробки композиційного пористого матеріалу з об’ємнозмінними теплофізичними властивостями.
22 листопада 2002 року на базі кафедри екології створюються дві кафедри: екології та природокористування і медичної екології та безпеки життєдіяльності. 1 січня 2003 року завідувачем новоствореної кафедри екології та природокористування стає доктор технічних наук, професор Л.П. Клименко, ректор університету, його заступником призначений кандидат технічних наук, доцент В.В. Єлісєєв. Головними напрямками наукової роботи є розробка системи опріснення води за рахунок нетрадиційних та альтернативних джерел енергії о. Зміїний; еколого-енергетичне обґрунтування ресурсозбереження вітрогеліосистем теплохладопостачання (на прикладі Миколаївської області).
10 березня 2005 року завідувачем кафедри було обрано доктора сільськогосподарських наук, професора Н. Х. Грабака, який викладав дисципліни сільськогосподарського спрямування за часів створення департаменту екології. Кафедра працює над розробкою системи геоморфологічного моніторингу РЛП „Гранітно-степове Побужжя”; агроекологічним та технологічним обґрунтуванням вирощування арахісу в умовах Південного степу України; опрацюванням основних елементів альтернативного (екологічно безпечного) та енергозаощаджуючого землеробства для фермерських господарств різної спеціалізації. 26-27 травня 2005 року відбувається міжвузівська конференція „Екологічні проблеми природокористування та охорона довкілля”.
З 1 вересня 2010 року завідувачем кафедри стає доктор педагогічних наук, професор О. П. Мітрясова, яка очолює структурний підрозділ і по теперішній час. Сучасні напрями наукових досліджень стосуються науково–методичного забезпечення екологічної освіти та освіти для сталого розвитку; науково-методичних засад відбору і реалізації змісту природничої освіти у вищій школі. 6-7 квітня 2001 року відбуваються Наукові читання пам’яті Сергія Таращука. 15-16 березня 2012 року проводиться Всеукраїнська науково-практична конференція „Природоохоронні аспекти використання відновлюваних джерел енергії в Україні”. 21-22 березня 2013 року відбулася Всеукраїнська науково-практична конференція „Стан та перспективи розвитку заповідної справи та екологічного туризму в Україні”. 27–28 березня 2014 року проведена Всеукраїнська науково-практична конференція «Стратегії розвитку екологічної освіти у ХХІ столітті»
На кафедрі екології та природокористування, правонаступниці кафедри екології та департаменту екології з 1996 року у різні роки працювали: доктор сільськогосподарських наук, професор М. І. Калінін, доктор технічних наук, професор С. І. Сербін, доктор біологічних наук, професор Ю. А. Томілін, доктор біологічних наук, професор Л. І. Григор’єва, кандидат сільськогосподарських наук, доцент А.А. Сірик, кандидат технічних наук, професор Ю. Л. Мошенцев, кандидат технічних наук, доцент Ж.Ф. Соловйова, кандидат біологічних наук, доцент В.М. Давиденко, кандидат сільськогосподарських наук, доцент С.С. Крамаренко, кандидат технічних наук, доцент С.В. Шаповалов, кандидат технічних наук, доцент О.Ф. Прищепов, кандидат технічних наук, доцент О.А. Сирота, кандидат технічних наук, доцент Ю.Г. Щербак, кандидат економічних наук, доцент Н.І. В’юн, кандидат медичних наук, доцент Г.В. Грищенко, кандидат хімічних наук, доцент Н.В. Кулалаєва, кандидат технічних наук, доцент П.Г. Лавриньов, доцент О.М. Деркач, старший викладач Є.О. Седлецький, старший викладач Д.О. Цимбал, викладач О.В. Чухлєбов, викладач М.А. Леонтян, викладач В.Ю. Голдун, викладач Д.О. Крисінська.
Нині склад кафедри – це потужний колектив фахівців, які працюють за різними напрямками екології, раціонального природокористування: доктор технічних наук, доктор педагогічних наук професор О.П. Мітрясова, професор Л.П. Клименко, доктор сільськогосподарських наук, професор Н.Х. Грабак, кандидат технічних наук, доцент В.В. Добровольський, кандидат технічних наук, доцент В.І. Андрєєв, кандидат географічних наук, доцент Л.І. Патрушева, кандидат технічних наук, доцент Н.О. Воскобойнікова, кандидат геологічних наук, доцент В.М. Смирнов, старший викладач Н.А. Сербулова, старший викладач Г.В. Нєпєіна, старший викладач І.О. Малюченко, викладач Є.М. Безсонов, зав лабораторією хімії та екологогічного моніторингу Біла А.А. .
Через аспірантуру кафедри екології та природокористування пройшли здобувачі ступеня кандидата наук В.В. Єлісєєв, О.Ю. Павленова, Н.О. Воскобойнікова, І.О. Малюченко, Г.В. Нєпєіна, Д.О. Крисінська, О.В Чухлєбов, М.А. Леонтян, В.Ю. Голдун, Н.Ю. Андрєєва, Д.Г. Ващук, Є.М. Безсонов, В. Дьяконов.
У квітні 2013 році старшим викладачем кафедри Н.О. Воскобойніковою захищено дисертацію на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – «Екологічна безпека (технічні науки)» на тему „Підвищення екологічної безпеки системи теплохолодозабезпечення будівель шляхом перерозподілу енергії між альтернативними та традиційними джерелами”.
За роки існування кафедри випущено не одне покоління фахівців-екологів. Випускники кафедри, магістри та спеціалісти екологи працюють у таких установах: управління екології та природних ресурсів Миколаївської облдержадміністрації (головний спеціаліст відділу природоохоронних програм і моніторингу М. Романенко, головний спеціаліст відділу екологічної експертизи та земленадрокористування І. Кравець, головний спеціаліст відділу екологічної експертизи та земленадрокористування А. Конотопець, заступник начальника відділу екологічної експертизи та земленадрокористування А. Кірюхін ), Миколаївське обласне управління лісового та мисливського господарства (головний спеціаліст відділу лісового господарства та використання лісових ресурсів Л. Сатановська ), державне підприємство „Миколаївське лісове господарство” (головний економіст О. Попович), КУ „Миколаївський зоопарк” (старший науковий співробітник В. Дьяконов) ТОВ « Миколаївзеленгосп» (технік-озеленитель Д. Гоголь), департамент житлово-комунального господарства Миколаївської міської ради (начальник відділу екології В. Драчук), Миколаївське регіональне управління водних ресурсів (головний фахівець служби водних об’єктів та техногенно-екологічної безпеки Р. Туз, провідний інженер відділу використання водних ресурсів та моніторингу Д. Войтов), Центр дистанційних досліджень землі НАН України (кандидат технічних наук, старший науковий співробітник А. Козлова).
