У даний час кафедра агротехнологій та екології акцентує свою увагу на створенні потужної бази для проведення навчальної практики студентів на землях учгоспу ХНТУСГ. Іншою важливою задачею є розробка навчально-методичних комплексів дисциплін та наукових досліджень, які б дали змогу підготувати кваліфікованих, високо професійних, соціально активних, креативних спеціалістів екологічного профілю. Велика увага приділяються на кафедрі дистанційному навчанню, яке допомагає студентам заочного відділення засвоювати знання у зручній формі. Отримані знання та навички дозволяють майбутнім перспективним фахівцям з управління екологічною безпекою сільськогосподарських підприємств, аудиту та екологічного менеджменту впроваджувати на Україні новітні сучасні, високопродуктивні технології вирощування органічної продукції, конкурентоспроможної на світовому ринку.
Наукові напрямки кафедри: вивчення алелопатично активних виділень найбільш розповсюджених у культурі видів злаків та їх використання для вирішення практичних завдань екології, рослинництва та селекції; дослідження еколого-генетичних та фізіолого-біохімічних ефектів електромагнітного випромінювання різних діапазонів на ріст і розвиток сільськогосподарських культур на різних етапах онтогенезу; виробництво екологічно чистих продуктів тваринництва; органічне виробництво, системи удобрення, використання прогресивних технологій при вирощувані сільськогосподарських культур.
Кафедра співпрацює багатьма організаціями різних форм господарювання України та Світу для забезпечення якісної підготовки фахівців агро-екологічного напрямку та впровадження новітніх освітянських технологій і методів у навчальний процес.
За рішенням Вченої Ради ХНТУСГ з серпня 2017 року створена кафедра агротехнологій та екології на базі двох секцій кафедри оптимізації технологічних систем ім. Т.П. Євсюкова ННІ МСМ – секції агрономії та секції виробничого навчання. Днем народження кафедри можна вважати 1930 рік, коли в Харківському інституті механізації сільського господарства було створено дві біологічні кафедри: ґрунтознавства і агрохімії (завідувач – проф. Муравсянський С.М.) та землеробства і рослинництва (завідувач – проф. Супруненко О.І.). У 1937 році кафедри були об’єднані в одну – землеробства і рослинництва, професором якої, а згодом і завідувачем, став професор Ковальов М.Д., який керував розробкою і впровадженням у виробництво локального способу внесення мінеральних та органо-мінеральних добрив при сівбі сільськогосподарських культур, безвисадкового вирощування насіння цукрових буряків, створенням морозостійкого сорту кукурудзи.
Він зі співробітниками кафедри видав низку значущих монографій і навчальних посібників і підручників: «Культура чумизи» (1950 р.), «Гранульовані добрива», «Нове в удобренні полів» (1961), «Основи землеробства і рослинництва» (1963), «Основи агрономії» (1968). З 1974 р. до 1980 р. кафедру очолював доцент Атрошенко М.Д. Під його редакцією було видано навчальний посібник «Основи агрономії». З 1980 по 2005 роки кафедру очолював професор Солошенко О.В. У 2005 році згідно з рішенням Вченої Ради університету утворилося 2 кафедри: агрономії та екології, яку очолив проф. Солошенко О.В., загальної та біологічної хімії, яку очолив проф. Васильєв С.І. У 2009 році згідно з рішенням Вченої Ради університету утворилася кафедра хімії, агрономії та екології, яку очолив проф. Васильєв С.І. У 2011-2013 роках секція агрономії і екології ввійшла до складу кафедри фізики, хімії і агрономії ННІ ПХВ під керівництвом професора Спольніка О.І.
Секція виробничого навчання створена у 1991 році з метою покращення практичної підготовки студентів і була відповідальною за підготовку в університеті робітничої професії «Тракторист-машиніст». Очолював секцію з дня її заснування доцент, кандидат технічних наук Кириченко В.О. Трудова діяльність Кириченка В.О. тісно пов’язана з навчально-дослідним господарством, де 15 років був відповідальним від університету за підготовку техніки і своєчасне збирання зернових культур. З 2012 року секцію очолював кандидат сільськогосподарських наук, доцент Горбаньов А.П. У зв’язку з реорганізацією структури ХНТУСГ імені Петра Василенка у травні 2013 року секція агрономії та секція виробничого навчання стали структурними підрозділами кафедри оптимізації технологічних систем імені Т.П. Євсюкова ННІ МСМ.
У серпні 2017 року секції агрономії та секція виробничого навчання були відокремлені від кафедри оптимізації технологічних систем ім. Т.П. Євсюкова і об’єднані у складі кафедри агротехнологій та екології під керівництвом доктора сільськогосподарських наук, професора, заслуженого діяча науки і техніки України, член-кореспондента НААН України Пузіка Володимира Кузьмича. В той же час на кафедрі відкрито спеціальність 101 «Екологія» освітньо-кваліфікаційних рівнів «бакалавр» та «магістр». Співробітники кафедри мають великий досвід практичної і виробничої діяльності. В колективі кафедри працюють 3 професори – Пузік В.К., Любимова Н.О., Кириченко В.В., доценти – Горбаньов А.П., Шептур О.А., Панкова О.В., Чалая О.С., Вотченко О.С.; 3 старших викладача – Бондаренко В.А., Безпалько В.В., Адаменко О.П., завідувач лабораторією Циба В.М., лаборант Лисконог А.А.