清华大学材料科学与工程实验教学中心是在材料科学与工程一级学科基础上建立起来的。

清华大学材料科学与工程学科的发展历史可以70年代初，化学工程系设定了无机非金属材料专业。目前，清华大学材料科学与工程一级学科以及所属所有二级学科（材料物理化学，材料学，材料加工工程）均为国家重点学科，并且在历次国家学科评估中名列前茅。

为了适应我国在材料科学与工程事业发展的需要，清华大学于1988年由原工程物理系材料物理教研组，原机械工程系金属材料教研组和化学工程系无机非金属材料教研组组建成立了清华大学材料科学与工程系，同时在国内率先开展按材料科学与工程一级学科宽口径培养本科生的教学工作。在这一阶段，考虑到学科特点的限制，高分子材料专业本科生的培养任务仍然由化工系承担，而全校性工科非材料类专业的材料学基础教学任务则由机械系承担。

清华大学材料科学与工程是理工紧密结合，与能源、环境、生物、信息、机械、化工、航空航天等学科密切交叉，实验性很强的学科。为了提高学生创新思维与实验动手能力的培养力度，材料繫于1999年成立了专门教学实验室作为材料科学与工程学科本科生的实验教学基地，机械系于2000年组建了实验教学中心，作为非材料类专业本科生的实验教学基地，而化工系则以聚合物成型加工实验室为基础成立了高分子材料专业的教学实验室。这三个教学实验室成立后，分别对原有的实验教学体系进行了大力度的改革，开始摸索并构建综合性研究型的实验教学体系，培养学生创新思维能力，从而大大提高了本科生实验教学的质量。

2007年初，按照学校的统一部署，为整合校内实验教学资源，提高清华大学材料科学与工程实验教学资源的利用质量、水平与效率，构建与加强全校材料科学与工程实践与实验教学平台和环境，上述三个教学实验室合併成立了清华大学材料科学与工程实验教学中心。