Кафедра петрологии и прикладной геологии была учреждена в 2015 году решением Учёного Совета Саратовского госуниверситета путём слияния кафедр минералогии и петрографии и гидрогеологии и инженерной геологии.

Кафедра минералогии и петрографии – старейшая на геологическом факультете Саратовского госуниверситета. Она была создана при медицинском факультете Императорского Николаевского университета и первым ее заведующим формально стал приват-доцент Томского университета П. П. Пилипенко в сентябре 1917 года. Обстоятельства сложились так, что в 1923 году кафедра минералогии была объединена со второй образованной геологической кафедрой в Саратовском университете и ее заведующим стал Б. А. Можаровский. Самостоятельный статус кафедра вновь обрела только в 1934 году — уже после организации геолого-географо-почвенного факультета, и первым после перерыва ее заведующим (а вообще — вторым) был назначен доцент В. С. Васильев. В это время на кафедре появились первые аспиранты. Ими были И. Ф. Лобанов, М. Ф. Колбин, Б. А. Миротворцев, М. Й. Пимбургская, М. Г. Кондратьева. Их работы были посвящены поискам фосфоритов, горючих сланцев, генезису карбонатных пород, изучению кепроков соляных куполов и т. д. Помимо В. С. Васильева преподавание на кафедре до 1941 года вел также И. Ф. Лобанов, защитивший в 1938 году кандидатскую диссертацию и получивший звание профессора.

В Великую Отечественную войну геологические исследования были в значительной степени свернуты. На фронт ушли многие сотрудники и студенты (И. Ф. Лобанов, Б. К. Горцуев, К. М. Сиротин и другие). В послевоенные годы кафедра выпускала по 10-12 специалистов по минералогии и петрографии. На кафедре работали Л. П. Гаврикова, А. В. Смирнов, А. И. Горячев, Б. К. Горцуев, К. М. Сиротин, М. И. Пимбургская, М. И. Задумина. В это время начали преподаваться новые курсы — кристаллохимия, минераграфия и другие. Из исследований, проводившихся в 1950-е годы, можно упомянуть работы по геологической съемке в бассейне р. Дон, в средей части Верхоянского хребта, поиски алмазов в Якутии (И. Ф. Лобанов, К. М. Сиротин, В. И. Бгатов, Д. С. Коробов, М. Ф. Колбин и другие). В поисках алмазов участвовали и студенты, ставшие позднее известными исследователями и сотрудниками кафедр факультета и НИИ геологии СГУ (Я. А. Рихтер, В. А. Гуцаки, 3. А. Яночкина, А. М. Карпов и другие). По результатам исследований были защищены кандидатские диссертации Б. К. Горцуевым, К. М. Сиротиным, М. И. Пимбургской, В. И. Бгатовым, Д. С. Коробовым. В. С. Васильев в эти годы вел исследования кремнистых пород мезозоя в Поволжье, которые завершились защитой докторской диссертации. В течение двух лет (1953-1955) из состава кафедры выделилась самостоятельной кафедра геохимии.

С 1955 года сотрудники кафедры в течение многих лет участвовали в геологических исследованиях на Южном Урале и в Поволжье (К. М. Сиротин, М. И. Задумина). Итогом этих исследований были многочисленные статьи и защищенные диссертации: докторская — К. М. Сиротина (заведующий кафедрой в 1968-1988 годах), кандидатская и докторская — Я. А. Рихтера, кандидатские — С. П. Локтионова (заведующий кафедрой в 1988-1995 годах), В. А. Гуцаки, 3. А. Яночкиной, В. В. Гудошникова, А. М. Карпова.

В 1960-е годы на кафедре были созданы учебные пособия по кристаллооптике, петрографии, минераграфии, минералогии, написан учебник по петрографии магматических пород (В. С. Васильев, К. М. Сиротин, М. И. Пимбургская, С. П. Локтионов, О. М. Синякова, М. И. Задумина). На кафедре функционировали химическая, спектральная, термическая, радиохимическая, рентгеноструктурная и другие лаборатории. На кафедре была создана и лаборатория термобарохимии. Эти лаборатории явились в дальнейшем основой лабораторной базы НИИ геологии СГУ и важной составляющей тех успехов петрографо-минералогического направления, которые были достигнуты в 1960-1980-е годы. С ними связаны научные исследования доцента В. В. Гудошникова, профессоров А. Д. Коробова, Г. А. Московского, О. П. Гончаренко. На кафедре успешно функционировал минералогический музей. В помещениях кафедры имелись богатые стенды по минералогии, петрографии и полезным ископаемым. Работу музея курировали преподаватели кафедры М. И. Задумина, С. П. Локтионов, Г. А. Московский. Долгое время смотрителем музея была О.М.Синякова.

За годы, когда кафедра была выпускающей, было подготовлено 137 петрографов и геохимиков. Среди ее выпускников около десятка докторов наук, около 50 кандидатов наук.

На кафедре в разные годы работали: доктор наук профессор А.Д.Коробов (1995-2009 г.), кандидат наук, доцент Е. С. Умнов, инженер Л.В. Музалевская (защитившая кандидатскую диссертацию под руководством Г.А.Московского), ведущий инженер Л.В. Казакова. Аспирантами кафедры в 2006 году были А. Г. Маникин и Н. С. Рузляева (научный руководитель профессор кафедры петрографии и минералогии О.П. Гончаренко). Научные исследования велись сотрудниками кафедры по направлениям: «Гидротермальный литогенез в областях наземного вулканизма», «Геохимия галогенеза» и «Осадочный литогенез на Южном Урале и Нижнем Поволжье», «Выяснение природы коллекторов и поиски их нетрадиционных типов в фундаменте Западно-Сибирской платформы». С 2010 до 2015 г. кафедрой заведовала профессор О.П.Гончаренко.

Разработки кафедры, основанные на инициативных исследованиях по литологии и геохимии галогенеза и выполненные по договорам с ООО «ЕвроХим-Волга-Калий» , ЦНИИГеолнеруд, ООО «ГеолХимПроект» и ООО «МагМайн» активно используются производственными организациями при разведке месторождений калийных и магниевых солей. Сотрудниками кафедры за последние 20 лет опубликовано 8 монографий, около 100 статей в центральной и зарубежной печати. Сотрудники кафедры регулярно участвовали в международных и всероссийских конференциях. 

Кафедра гидрогеологии и инжнерной геологии. В начале 1970-х годов в связи с расширением мелиоративного строительства в Нижнем Поволжье, а также возросшим водопотреблением и сбросом промстоков в открытые водоемы, инженерно-геологические исследования приобрели большой размах и потребовали увеличения подготовки специалистов инженерно-гидрогеологического профиля в высших учебных заведениях. Для решения поставленной задачи в 1971 году Саратовскому госуниверситету были поручены прием и подготовка инженеров-гидрогеологов в количестве 25 человек. Начиная с 1973 года, прием на геологический факультет по специальности «Гидрогеология и инженерная геология» был увеличен до 50 человек. Для подготовки инженеров-гидрогеологов в 1973 году в составе геологического факультета была учреждена  кафедра гидрогеологии и инженерной геологии. Первым заведующим кафедрой был избран кандидат геолого-минералогических наук, доцент В.И. Артемьев. На кафедру были приглашены доценты В.В. Мозговой, А.М. Карпов, К.А. Маврин, Ю.В. Ваньшин, О.Г. Токарский, старший преподаватель Б.В. Уфимцев. В этом году на кафедре была создана лаборатория грунтоведения и механики грунтов, начато оборудование полигона для проведения академической учебной практики по гидрогеологии, грунтоведению, механике грунтов и основам гидрогеохимии. В учебном процессе самое непосредственное участие всегда принимали лаборанты, ученые мастера и инженеры кафедры Н.А. Лисин, Н.В.Великанов, Е.А. Ненашева, И.Ю. Авдонина и другие.

В 1975 году О.Г. Токарским была защищена кандидатская диссертация «Новейшая тектоника северо-восточной части Ферганской межгорной впадины и методы ее изучения» и решением ВАК ему в 1979 году было присвоено ему ученое звание доцента.

В 1975-1984 годах кафедра гидрогеологии и инженерной геологии совместно с НИИГеологии СГУ проводила исследования в следующих направлениях:

1. По заданию Министерства геологии России изучалась гидрогеология Поволжья с целью оценки запасов подземных вод и закономерностей формирования их химического состава (В.И Артемьев, Ю.И. Подгорный, Б.В. Уфимцев, Е.А. Уфимцева). Эта работа  являлась основой для планомерного использования подземных вод в хозяйстве многих областей Поволжья.

2. Палеоструктурный и палеогидрогеологический анализ условий формирования нефтегазовых месторождений южной части Предуральского прогиба (К.А. Маврин).

3. Минералого-геохимические исследования грунтов на орошаемых землях Сыртового Заволжья с целью прогноза водно-солевого режима почв и грунтов (Ю.В. Ваньшин, В.В. Мозговой, З.А. Юшина и другие).

4. Составление карты инженерно-геологического и гидрогеологического районирования Ульяновской области (В.И. Артемьев А.А. Жариков, К.Н. Разумова, Е.В. Артемьев и др.), которая послужила основой для обоснования проектов мелиорации земель и использования подземных вод в народном хозяйстве.
5. Исследования физико-механических свойств грунтов для обоснования проектов размещения  лесозащитных полос как одного из элементов мелиорации земель (В.В. Мозговой, В.И. Артемьев, Н.В. Великанов).

6. Изучение физико-геологических процессов в связи с охраной окружающей среды (О.Г. Токарский, В.Н. Зайонц, В.А. Гаряинов и другие). Решение этой региональной программы было направлено на выявление пораженности отдельных территорий Нижнего Поволжья и Южного Урала современными геологическими процессами с целью разработки мероприятий по борьбе с негативными процессами (плоскостной смыв, оврагообразование, оползни и т.д.)

7. В 1981 году по инициативе генерального директора НВТГУ Н.В. Мизинова были начаты крупномасштабные исследования по гидрогеологии и инженерной геологии г. Саратова в связи с развивающимися процессами подтопления территории города (О.Г. Токарский, С.И. Солдаткин и др.). В содружестве с геологами Саратовской гидрогеологической экспедиции (В.Г. Карпов, Э.П. Салий и др.) была составлена серия общих и специальных карт, используемых проектными организациями для разработки ТЭО «Инженерная защита г. Саратова от подтопления».

Особенностью этого периода являлось широкое привлечение студентов-гидрогеологов для работы в НИИ геологии и в других научных и производственных организациях. Так, по тематике, связанной с изучением гидрогеологических и инженерно-геологических вопросов в городе Саратове, защищено более 20 дипломных работ, отличавшихся оригинальностью поставленных задач и их нестандартными решениями.

В 1984 году заведующим кафедрой был избран доктор геолого-минералогических наук Л.А. Анисимов, специалист в области гидрогеологии, геохимии и геоэкологии, который проводил исследования на территории Нижнего Поволжья.

В 1985-1990 годах были выполнены работы по гидрогеологии Прикаспийской впадины Саратовского и Куйбышевского Заволжья, водоснабжению городов Саратовской области (Л.А. Анисимов, К.А. Маврин, С.И. Жуков, С.И. Солдаткин, И.В. Пролеткин). Особое значение имела законченная работа по оценки территории Нижнего Поволжья с точки зрения захоронения отходов в геологические формации (Л.А. Анисимов, Ю.В. Ваньшин). В эти годы разрабатывались теоретические основы техногенеза. Л.А.Анисимов принимал участие также в работах по проблемам геохимии галогенеза, выполнявшейся  совместно с Г.А.Московским по грантам "Университеты России" и РФФИ в 1998-2000 г.г.

Кафедрой выполнялись также исследования по гидрогеологии, инженерной геологии Балаковской атомной станции и прилегающей территории, исследования нитратного загрязнения поверхностных и подземных вод, загрязнения территории промузлов и нефтяных промыслов (С. И. Солдаткин, С. И. Жуков, А. В. Белонович).

С 1993 года кафедра принимала активное участие в выполнении комплексной программы по изучению сероводородной опасности на территории Нижнего Поволжья (Л. А. Анисимов, С. И. Солдаткин). В 1995 году А. В. Белоновичем была защищена кандидатская диссертация на тему «Гидрогеохимия азота в процессах загрязнения подземных вод», что усилило геохимическое направление исследований на кафедре.

Кафедра проводила активную работу в общественных организациях Российской экологической академии, Обществе охраны природы и др. Экологическое образование и воспитание стало одним из главных направлений в этой работе, которой были охвачены школы юного геолога, ряд средних школ Саратова, система повышения квалификации административных работников.

Разработки кафедры представлялись на многих российских и международных конференциях.