前身是1980年成立的自然科学史研究室，钱临照院士任首届室主任。1981年获自然科学史（物理学史）博士学位授予权。本系由中国科学院自然科学史研究所和中国社会科学院考古研究所参与共建，朱清时院士任首届主任，席泽宗院士兼任名誉主任，李学勤教授兼任首届学术委员会主任。历任系主任为朱清时（1999～2005）、刘钝（2005～），执行主任为胡化凯（1999～2009）、石云里（2009～）。

办系宗旨，一是使用交叉性的视野和方法，对科技与文明起源和发展中的重大问题进行探讨，为国家培养科技史和科技考古等领域的高级人才；二是加强科技人文素质教育，为将来的科学家、工程师以及企业精英提供宽广的历史视野，使他们透过历史了解科学技术发展与社会、政治、经济及文化之间的互动关系，把握科学技术工作者的历史角色与社会责任。附设有科技史与文化遗产研究中心（安徽省哲学社会科学重点研究基地）、科技考古实验室（校级研究平台）和文化遗产基础科学研究中心等学术支撑平台，拥有科学技术史博士、考古学硕士、文物与博物馆专业硕士三个学位授予权，已培养硕、博士400余人，是国内最大的科学技术史人才培养基地之一。

该系科学技术史学科点自创立之初就秉承钱临照院士所倡导的实验科学史方法，文献考据与模拟分析并重，被同行誉为“钱氏学派”（Qian School）。经朱清时院士推动，学科点围绕科学、技术与工艺发展与传播的历史，形成以科技史为前锋、科技考古和文物保护相拱卫的学科方向设置，文献、实验和田野方法并重，具有自己鲜明的特色。在2002年教育部组织的全国一级学科评估排名第一，2003年被正式确定为国家重点学科，同年获人事部批准设博士后流动站，2004年经教育部批准成为全国高校唯一的科技史与科技文明研究“985”工程国家哲学社会科学创新基地，2016年进入世界一流学科建设行列，在2017年公布的教育部学科评估结果中排名A+。代表性成果包括“秋石方”、泥活字印刷和中国古代漏刻计时技术的模拟复原研究、贾湖骨笛的音序测定、中国最早使用丝绸的考古学证据的发现、西汉汝阴侯墓天文仪器功能的破解，等等。