Endüstri mühendisliği ile ilgili kavramların ortaya çıkması ve yaygın olarak kullanılmaya başlanması 19.yy'ın başlarına kadar gitmektedir. Kapitalist ekonominin öncüsü olarak bilinen Adam Smith Ulusların Zenginliği adlı eserinde işbölümünün öneminden ve faydalarından bahsetmiştir. Adam Smith'e göre her bir işçinin birçok değil de, sadece özel bir harekat üzerinde yoğunlaşması, üretimdeki verimliliğin artmasında çok büyük öneme sahiptir. 1832'de Charles Babbage da "Makina İktisadı ve İmalatçılar Üzerine" adlı kitabında işbölümü, organizasyon çizelgesi ve işçi ilişkileri gibi konuları incelemiştir. Bu çalışmalar endüstri mühendisliğinin temel almış olduğu birtakım kavramlara değinmiş olmasına rağmen, endüstri mühendisliği asıl Frederick Winslow Taylor'ın (1856-1915) yapmış olduğu çalışmalar sayesinde belli bir yere gelmiş ve asıl şeklini almıştır. Taylor, kronometrik zaman etüdünü ilk kullanan kişi olmakla birlikte, iş ve zaman etüdü gibi kavramların yaratıcısıdır. Frank ve Lilian Gilbreth de iş ve zaman etüdü konularını geliştirmiş ve daha ileri bir seviyeye getirmişlerdir.
Endüstri mühendisliğindeki asıl ilerlemeler ise birçok diğer mühendislik alanında olduğu gibi II. Dünya Savaşı ve sonrası devire rastlar. Bu devirde yöneylem araştırması olarak bilinen alanla daha da iç içe geçmiş ve birbirini tamamlar nitelik kazanmıştır. Bu sayede endüstri mühendisliği sadece imalatı konu alan bir yapıdan kurtulmuş, gerçek hayatta karşılaştığımız sistemlerle ilgili her türlü soruna çözüm üretmeye çalışan, araştırma yelpazesini oldukça geniş tutan bir mühendislik dalı haline gelmiştir. Matematik , bilgisayar teknolojileri, İnternet, Yönetim Bilişim Sistemleri, Ağlar ve Programlama (yeni ve daha verimli algoritmaların ortaya çıkması ve kullanılması, nesne-odaklı programlama) tekniklerinin gelişmesi ile birlikte daha karışık sistemlerin çözümü kolaylaşmış ve endüstri mühendisliği yeni bir boyut kazanmıştır.
Türkiye'de ilk endüstri mühendisliği bölümleri 1969 yılında İTÜ ve ODTÜ'de kurulmuştur.
Temel mühendislik eğitimleri yanında, Yöneylem Araştırması, Üretim sistemleri, Üretim Planlama, Stokastik Modelleme, Tedarik zinciri yönetimi, Modelleme ve Optimizasyon Yöntemleri, Algoritma Tasarımı ve Programlama, Yönetim ve Organizasyon, Kalite yönetimi, Benzetim, İş ve zaman etüdü, İş Güvenliği, İnsan kaynakları Yönetimi, Proje yönetimi, Girişimcilik ve Fizibilite Etüdü, Yönetim Bilişim Sistemleri, üniversitelerdeki endüstri mühendisliği bölümlerinin başlıca derslerindendir.
Mühendislik, genelde problem tanımlama, çözüm seçenekleri türetme, karar verme ve çözümden oluşan bir süreçtir. Endüstri mühendisleri bu tanım doğrultusunda tasarımlar yapar. Söz konusu tasarımlar endüstri mühendislerince "üretim sistemleri tasarımı" ve "üretim sistemleri kontrolü" şeklinde gerçekleştirilmektedir. Mal ve/veya hizmet üreten bir örgütün aşağıdaki gibi işlevleri endüstri mühendislerince tasarlanmaktadır.
Kolaylıkların yerleşimi ve malzeme akışları