Предприятие было создано в октябре 1949 года при Московском электролизном заводе (МЭЗ) как опытно-конструкторское бюро, а уже в 1954 году реорганизовано в самостоятельное «Опытно-конструкторское бюро автоматики (ОКБА)».
Первоначально основными направлениями его деятельности были разработка и производство приборов для контроля состава и свойств веществ на химических производствах.
В последующие годы новые направления работ в области приборостроения, а также автоматизации управления процессами и производствами химической отрасли стимулировали создание предприятий-филиалов ОКБА, территориально расположенных в крупных центрах бурно развивающейся химической промышленности СССР (Северодонецк, Харьков, Дзержинск, Воронеж, Ангарск, Чирчик и др.)
В 1979 году в ОКБА входило уже 12 предприятий, силами которых разработано и внедрено в промышленное производство несколько сотен приборов и устройств, основанных на более чем 40 физико-химических методах аналитического контроля.
Как само ОКБА, так и его филиалы изначально создавались как комплексные структуры, объединенные в схему «КБ + производство», где конструкторские силы приборостроителей и специалистов по автоматизации были жестко связаны с работой собственных опытных производств, находящихся на едином балансе с научно-конструкторскими подразделениями, что позволило значительно сократить цикл разработки и организации выпуска новой техники.
В 1980 году ОКБА было преобразовано в научно-производственное объединение «Химавтоматика», к середине 80-х годов количество входивших в его состав предприятий достигло 17 (в том числе один серийный приборостроительный завод в г. Кременная (Украинская ССР) и институт «Химаналит» в г. Ленинграде).
В эти годы упор был сделан на комплексную автоматизацию и механизацию химических производств, при этом особое место в деятельности предприятия занимали разработка и поставка техники по государственному оборонному заказу.
Разработанные по заданиям Министерства обороны аналитические приборы и системы газового контроля использовались в космических аппаратах (включая программу «Буран»), для контроля параметров безопасности на стартовых комплексах космодромов Байконур и Плесецк, для решения задач жизнеобеспечения в замкнутых автономных пространствах (включая подводные лодки ВМФ СССР).
В конце 80-х годов в НПО «Химавтоматика» работало свыше 20 тысяч человек (более 11 тысяч — в сфере науки и около 9 тысяч — в сфере производства).
С распадом Советского Союза «НПО «Химавтоматика» лишилось активов вне пределов г. Москвы и в январе 1993 г. было преобразовано в акционерное общество.
С 2001 г. общество имеет актуальное наименование — «Открытое акционерное общество «Научно-производственное объединение «Химавтоматика».
За годы существования предприятия им руководили талантливые ученые и организаторы в области создания аналитических приборов и систем автоматизации технологических процессов — Н.Я. Феста, Г.Н. Кириков, М.М. Смаков.
С 1974 г. по 1986 г. генеральным директором ОКБА и НПО «Химавтоматика» был ставший впоследствии Мэром Москвы Ю.М. Лужков.
В настоящее время АО НПО «Химавтоматика» начало серийный выпуск модернизированного автоматизированного комплекса КАДС-80-01 «Эндостерил» предназначенного для стерилизации и дезинфекции эндоскопического оборудования. Преимуществом автоматизированного комплекса является одновременная обработка двух эндоскопов любым дезинфицирующим раствором и детергентом предназначенными для медицинских изделий, а также стерилизация путем применения нейтрального анолита АНК, производимого самим комплексом.