Кафедра «Нанотехнологии, материаловедение и механика» создана в декабре 2011 года на базе двух кафедр физико-технического института ТГУ и имеет глубокие исторические корни. У истоков кафедры стояли учёные мирового масштаба, профессора М.А. Криштал, Г.Ф. Лепин и Е.А. Мамонтов, которые внесли огромный вклад в науку о физическом материаловедении и создали фундамент научно-исследовательской базы материаловедческого направления в университете.

Особое внимание сотрудниками и студентами кафедры уделяется научной деятельности. При кафедре создан мощный и высокоэффективный научно-образовательный центр «Физическое материаловедение и нанотехнологии», состоящий более чем из десяти лабораторий, оснащённых уникальным оборудованием стоимостью свыше 100 миллионов рублей.
Все студенты-старшекурсники занимаются плодотворной научно-исследовательской работой и ежегодно становятся победителями и лауреатами конкурсов научных работ и дипломных проектов. Почти 100% выпускников кафедры трудоустроены, из них 80% работают по специальности в исследовательском центре и управлении лабораторно-испытательных работ ОАО «АВТОВАЗ», лабораториях Самарского регионального инновационно-технологического центра, а также в экспертных организациях.