ЦКТИ создан в 1927 году, в период реализации плана ГОЭЛРО, по инициативе ведущих ученых нашей страны -  академика А.Ф. Иоффе, членов-корреспондентов Академии наук М.В. Кирпичева и М.А. Шателена, профессора В.Н. Шрётера - в целях научно-технического обеспечения отечественного энергетического машиностроения и энергетики. 

Название Института менялось на различных этапах его развития, в связи с изменением организации котлотурбинной промышленности: Бюро теплотехнических исследований (БЮТИ), Ленинградский областной теплотехнический институт (ЛОТИ), Научно-исследовательский котлотурбинный институт (НИКТИ), Всесоюзный институт тепло- гидро- энергетического оборудования (ВИТГЭО), и, наконец, с 1935 года - ЦКТИ (Центральный котлотурбинный институт). 

Основными направлениями работ были: создание теории моделирования процессов теплообмена, теории и систем автоматического регулирования, методов расчета циркуляции, исследования внутрикотловых процессов, процессов горения, течений с большими скоростями, исследования решеток профилей турбин и турбомашин, вопросы прочности и ресурса энергооборудования и др. 

Фундаментальные исследования и разработки, проведенные в НПО ЦКТИ, созданные нормативные методы расчета и проектирования стали основой развития отечественного энергомашиностроения.

В 1947 году институту было присвоено имя известного русского теплотехника Ивана Ивановича Ползунова.

В 1960 году решением Правительства ЦКТИ был определен головным институтом в области энергомашиностроения.

В 1976 году решением Правительства на базе ЦКТИ создано Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования - НПО ЦКТИ. В состав Объединения входили Центральный котлотурбинный институт, Опытный завод ЦКТИ, филиалы в Барнауле и Ростове.

В 1977 году за заслуги в области исследований и разработок по созданию нового энергооборудования НПО ЦКТИ было награждено Орденом Октябрьской Революции.

В 1994 году Объединение преобразовано в акционерное общество открытого типа АООТ «НПО ЦКТИ».

В апреле 2002 г. предприятие было преобразовано в Открытое Акционерное Общество  «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»).

ОАО «НПО ЦКТИ» является ведущим научным и инжиниринговым центром отечественного энергомашиностроения, предприятие ориентировано на разработку и продвижение новых технологий и инновационных продуктов применительно к атомным, тепловым и гидравлическим электростанциям (АЭС, ТЭС, ГЭС), промышленной и коммунальной энергетике.