Na vysoké škole chemické, později chemicko-technologické v Praze byla od 1. září 1953 zřízena Fakulta technologie paliv a vody a v rámci této fakulty katedra koksárenství a plynárenství. Důvodem založení nové katedry byla především stoupající potřeba specializovaných inženýrů pro obory, které v poválečném období zaznamenaly prudký růst. Spojení koksárenského a plynárenského zaměření bylo dáno společnou výchozí surovinou a společným technologickým základem: karbonizací a zplyněním uhlí.
Prvním vedoucím katedry koksárenství a plynárenství se stal Prof. Dr. Ing. Rudolf Riedl, který zastával též funkci prvního děkana nově vzniklé fakulty. Po nezbytné počáteční konsolidaci výuky se počet studentů ve specializaci ustálil koncem padesátých let na průměru 15 posluchačů v ročníku.
Pedagogická činnost byla zpočátku zaměřena na uhelnou problematiku, plynárenství na bázi svítiplynu a klasické koksárenství. Na výuce se kromě pracovníků katedry podíleli také významní odbornicí z praxe (Prof. Špetl, Doc. Potužák, Doc. Slíva a další). Nastupující změny zejména v plynárenském odvětví se projevily zdůrazněním stále rostoucího významu zemního plynu se všemi z toho vyplývajícími souvislostmi.
Prof. Riedl stál v čele katedry do léta 1970. Po jeho odchodu do důchodu se stal vedoucím katedry Doc. Ing. Jiří Macák, CSc. (od roku 1970 DrSc., v roce 1978 jmenován profesorem). V roce 1980 byla katedra přejmenována na katedru plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší. Důvodem této změny názvu bylo upřednostnění plynárenských disciplín ve výuce a zařazení tematiky ochrany ovzduší do studijního programu katedry. Ochrana ovzduší navazovala na stále se rozrůstající předmět "Čištění plynu", který byl součástí výuky na specializaci od založení katedry. Koncem osmdesátých let se na Fakultě technologie paliv a vody vytvořily postupně tři studijní obory: technologie paliv (později chemické a energetické zpracování paliv), technologie vody a technologie ochrany prostředí. Katedra zajišťovala výuku jak pro palivářské posluchače, tak částečně i pro nově koncipovaný obor technologie ochrany prostředí.
Ve vedení katedry (od roku 1991 ústavu) plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší došlo po roce 1989 ke změnám:
V období 1990 - 91 byl v čele katedry Doc. Ing. Jiří Šimánek, CSc., v letech 1991 - 94 Doc. Ing. Miloš Beneš, CSc. v období od 1. 9. 1994 do 31. 8. 2006 Prof. Ing. Petr Buryan, DrSc. Od 1. 9. 2006 pak vedení ústavu převzal Doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc.
Od 1. 7. 2016 došlo ke změně názvu ústavu na Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší.
Od 1. 9. 2006 do 31. 8. 2022 vedl ústav Doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc. Od 1. 9. 2022 převzal vedení ústavu doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D.