Кафедра теоретичної та прикладної хімії – одна із найстаріших кафедр СумДУ. Вона була створена в березні 1966 р. під керівництвом доц., к.хім.н. Короля Олександра Никифоровича, який став першим завідувачем кафедри, а також викладачів і співробітників Король Клавдії Максимівні, Марковської Галини Федорівна, Кислиціної Галини Євгеніївни, Токаревої Зінаїди Андріївни.

У 1975 р. кафедру, на той час, загальної хімії очолив проф., д.хім.н. Хамський Євген Володимирович, найвідоміший спеціаліст в області досліджень масової кристалізації. Проф. Хамський Є.В. заохотив до вивчення кристалізаційних процесів існуючий колектив кафедри і запросив до роботи нових співробітників: Лебедєва С.Ю., Марченко Л.І., Манжос Л.С., Марьяновську А.А., Зайцеву В.Г. та багатьох інших. Все це разом надало нового імпульсу у розвитку учбової і науково-дослідницької діяльності та стимулювало появу нових ідей, налагодження широких міжнародних контактів з провідними науковцями і зв’язків з промисловими підприємствами.

У 1985-1987 р.р. кафедру загальної хімії почергово очолювали проф. Миргород Юрій Олександрович і проф. Стрельцов Володимир Васильович.
У 1987-1996 р.р. кафедрою завідував д.техн.н., проф. Звягінцев Геннадій Леонідович. У цей час кафедра зросла кількісно та якісно. Її ряди поповнили д.хім.н., проф. Салістий Станіслав Михайлович, доценти Манжос О.П., Марьяновський В.М., Воробйова І.Г., Миронович Л.М.

З 1997-2012 р.р. керівництво кафедрою здійснював к.хім.н., доц. Лебедєв Сергій Юрійович. У цей час викладацький колектив кафедри налічував вісім викладачів, сім з яких – доценти, кандидати наук і один професор, доктор наук. Колектив кафедри поповнився новими викладачами: Диченко Т.В., Ліцман Ю.В., доц. Большаніна С.Б. На кафедрі була відкрита аспірантура, успішно захистились кандидатські дисертації (1999 р., Марченко Л.І., 2005 р., Ліцман Ю.В., 2012р. Івченко В.Д.) і одна дисертація на ступінь доктора хімічних наук (2003 р., Миронович Л.М.)

Наукові інтереси викладачів кафедри зосереджуються на декількох сучасних напрямках: хімія високомолекулярних сполук та біоматеріалів, термодинаміка і кінетика хімічних процесів, хімія наноматеріалів, електрохімічні процеси, адсорбційні процеси за участю мінералів, методичні аспекти викладання хімічних дисциплін, тощо.

2012-2024 р.р. – кафедру очолювала к.техн.н., доц. Большаніна С.Б. Під її керівництвом відбувся захист кандидатської дисертації (2012р. Івченко В.Д.)

З 2024 р.  – кафедру очолює к.х.н., доц. Пономарьова Л.М.

У 2019 р. на базі кафедри було  відкрито нову спеціальність 102 «Хімія» з Освітньою програмою «Прикладна хімія» і був здійснений перший набір студентів.  В процесі навчання студенти - хіміки отримують загальні та фахові компетентності,  що дозволять їм швидко реагувати на нові запити і виклики виробництва. А інноваційні підходи  навчання, що реалізуються викладачами кафедри забезпечать формування сучасного хіміка здатного до прискореної розробки, передачі та впровадження нових ідей, технологій, матеріалів, що вимагає суспільство.

 У 2023 р. було започатковано ОПП «Хімія» (магістр). Відкриття освітньої програми було обумовлено необхідністю забезпечення вітчизняного ринку праці кваліфікованими фахівцями у хімічній галузі, які спеціалізуються на синтезі функціональних, біосумісних матеріалів, нанохімії,
природозахисних технологіях.

При кафедрі працює науково-навчальний центр "All'Хімія". Основним завданням ННЦ «All’Хімія» є здійснення навчально-методичних послуг з дисциплін хімічного спрямування та наукових досліджень.

Значну увагу колектив приділяє досягненню високої якості викладання з застосуванням сучасних методичних засобів. З цією метою розроблюються і впроваджуються дистанційні курси, мультімедійні презентації та відеолекції, видаються методичні вказівки, навчальні посібники, конспекти лекцій, збірки завдань тощо. З основних дисциплін кафедри розроблено повне забезпечення для організації дистанційної форми навчання, включаючи розгорнуті та стислі конспекти лекцій, тренажери, тестові та відкриті завдання.

 Викладання базових дисциплін на кафедрі здійснюється українською та англійською мовами.  На кафедрі постійно працює науково-студентське товариство, в якому студенти розширюють хімічні знання та розв’язують прикладні завдання. Щорічно на кафедрі проводяться студентські олімпіади з хімії. Значне місце в роботі кафедри займає робота із учнями гімназій, ліцеїв та інших закладів. З 2019 р. кафедрою традиційно проводиться Зимова та Літня школа юного хіміка.

 Кафедра приймає участь в організації і проведенні обласної олімпіади учнів з хімії, підготовці збірної команди області до республіканської олімпіади.