中華民國政府遷台後，鑑於當時尚無正式之工業職業師資培育機構，乃在美國國際合作總署之資助下，於民國42年由當時的台灣省立師範學院（國立台灣師範大學前身）設立工業教育學系，從事培育工業職業學校師資及中等學校工藝教師之工作，為台灣第一所正式之技職教育師資培育機構。
民國65年8月，本系成立研究所碩士班；民國81年8月，成立博士班，為我國第一所成立之工業教育博士班，不僅為本系發展之重要里程碑，亦是我國工業教育發展之大事紀。
本系培育多元工業教育師資，為求學術專業發展與研究精進，本系各組陸續獨立發展成專業系所。工技組於民國71年獨立成立工藝學系，民國85年圖文傳播組成立圖文傳播學系。民國91年本系機械組機械、鑄造、製圖、板金等四個專長轉型成立機電科技研究所，並於93年更名為機電科技學系。民國93年電機電子組成立應用電子科技研究所，並於96年成立應用電子科技學系。
本系目前設有學士班，培育技術型高中之動力機械群與電機與電子群師資；碩士班設有技職教育、能源應用、車輛技術及科技應用管理四個教學分組；博士班以提供技職教育組課程為主；在職專班著重於培養技職教育行政及科技管理應用專才。