Підготовка фахівців з геодезії, картографії, геоінформаційних систем та землеустрою розпочалась у 2002 р., коли на факультеті аеропортів Національного авіаційного університету було створено кафедру космічних геоінформаційних систем (завідувач – д.ф.-м.н., проф. Железняк О.О.) та кафедру землевпорядкування та кадастру (завідувач – к.б.н., доц. Ліщитович Л.І.).
Кафедра космічних геоінформаційних систем у 2002 р. почала проводити щорічну Міжнародну наукову конференцію «Астрономічна школа молодих вчених. Актуальні проблеми авіації та космонавтики», а також видавати фаховий науковий журнал «Вісник Астрономічної школи». У 2003 р. на кафедрі була створена лабораторія фотограмметрії на базі фотограмметричних станцій «Дельта» для обробки аерокосмічних знімків.
У 2005 р. кафедра космічних геоінформаційних систем та кафедра землевпорядних технологій були об'єднані в кафедру геодезії та землевпорядних технологій, яку очолив к.т.н., доц. Гулевець В.Д.
У зв'язку з розвитком аерокосмічного напрямку в НАУ кафедра у 2007 р. була розділена на кафедру аерокосмічної геодезії (завідувач – д.ф.-м.н., проф. Железняк О.О.) та кафедру землевпорядних технологій (завідувач – к.т.н., доц. Гулевець В.Д.).
В цей період була налагоджена співпраця з компанією КМС – представником корпорації Trimble Navigation (США) – лідера з виробництва GPS-приймачів, оптичних і лазерних систем позиціонування, з компанією TVIS – першим в Україні постачальником супутникових знімків, з Головною астрономічною обсерваторією НАН України, з Аерокосмічним агентством «Магеллан», з Науково-дослідним інститутом геодезії і картографії, з Інститутом геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України.
У 2008 р. на кафедрі аерокосмічної геодезії створено спеціалізовану вчену раду з правом прийняття до розгляду та проведення захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук зі спеціальностей 01.02.01 Теоретична механіка, 01.03.01 Астрометрія, небесна механіка, а також створена аспірантура за цими спеціальностями. Головою спеціалізованої ради був призначений д.ф.-м.н., проф. Железняк О.О. У 2012 р. в спеціалізовану раду була введена спеціальність 05.07.12 Дистанційні аерокосмічні дослідження.
У 2010 р. на базі факультету аеропортів та факультету дизайну та архітектури було створено Навчально-науковий інститут аеропортів, який у 2018 р. було перетворено на факультет архітектури, будівництва та дизайну. Проте у тому ж 2010 р. кафедру аерокосмічної геодезії та кафедру землевпорядних технологій було переведено до Навчально-наукового інституту екологічної безпеки, який у 2018 році було перетворено на факультет екологічної безпеки, інженерії та технологій. Метою цього переведення було об'єднання кафедр природничих напрямів в одному факультеті: на той момент напрям 0709 "Геодезія, картографія та землевпорядкування" відносився до галузі знань 07 "Природничі науки".
У 2012 р. на кафедрі аерокосмічної геодезії було створено лабораторію геоінформаційних систем, оснащену сучасною комп'ютерною технікою та програмним забезпеченням. У 2012 р. кафедру землевпорядних технологій очолив д.геол.н., ст. науковий співробітник Ковальчук М.С. Під його керівництвом на кафедрі була упорядкована лабораторія геології і морфології.
У 2013 р. кафедра землевпорядних технологій була перейменована на кафедру землеустрою та кадастру. У 2016–2017 роках її завідувачем був д.геогр.н., проф. Гордєєв А.Ю., а з 2017 р. – д.е.н., доц. Новаковська І.О. Починаючи з 2014 р. кафедра землеустрою та кадастру проводила щорічну Всеукраїнську науково-практичну конференцію студентів, аспірантів та молодих вчених «Сучасні технології землеустрою, кадастру та управління земельними ресурсами», а також були проведені Всеукраїнська науково-практична конференція «Інноваційні геопросторові технології корпорації Trimble для землеустрою та кадастру» (2015 р.) та Всеукраїнський науково-практичний семінар «GIS-AeroUA-2016» (2016 р.).
У 2020 р. кафедра аерокосмічної геодезії і кафедра землеустрою та кадастру були об'єднані в кафедру аерокосмічної геодезії та землеустрою, завідувачем якої було призначено д.е.н., доц. Новаковську І.О. У червні 2021 р. завідувачем кафедри був обраний Почесний геодезист України, д.ф.-м.н., проф. Железняк О.О. У грудні 2021 р. завідувачем кафедри призначено к.ф.-м.н., ст.досл. Великодського Юрія Івановича.
У 2022 р. кафедру аерокосмічної геодезії та землеустрою було переведено на факультет архітектури, будівництва та дизайну з метою об'єднання усіх спеціальностей галузі знань 19 «Архітектура та будівництво» на одному факультеті.
Кафедра здійснює підготовку фахівців освітніх ступенів «Бакалавр» та «Магістр» в галузі знань 19 «Архітектура та будівництво» за спеціальністю 193 «Геодезія та землеустрій» за освітньо-професійними програмами «Геоінформаційні системи і технології» та «Землеустрій та кадастр».
Навчальний процес на кафедрі аерокосмічної геодезії та землеустрою забезпечує висококваліфікований науково-педагогічний колектив у складі якого доктори наук, професори, кандидати наук, доценти, провідні науковці Національної академії наук України, провідні спеціалісти землевпорядних виробничих організацій і науково-дослідних та проєктних інститутів геодезичного, землевпорядного, картографічного, геоінформаційного профілю.