Batı Karadeniz havzasındaki maden kömürünün yeterli teknik bilgiye sahip elemanlarca işletilebilmesi amacıyla Zonguldak'ta 1924 yılında bir Maden Mühendisi Mektebi kurulmuş ancak bir süre sonra kapatılarak yerine Maden Meslek ve Başçavuşları okulu açılmıştır. 1949 yılında Maden Teknik Okulu haline dönüştürülen bu kuruluş 1961 yılında İstanbul'a taşınmıştır. Daha sonra 1962 yılında çıkarılan 165 sayılı "Zonguldak'ta yenibir teknik okul açılması hakkındaki yasa" ile çalışmalar yeniden başlamış, bina inşaatları devam ederken bu teknik okul 1184 Sayılı Yasa ile Devlet Mühendislik ve Mimarlık Akademisi haline dönüştürülmüştür.
1184 Sayılı Yasaya göre Maden, Makina, Elektrik ve İnşaat Bölümlerini kapsayan akademi, 1981 yılında çıkarılan 41 sayılı kanun hakkında kararname ile Maden ve Makina Mühendisliği Bölümlerinden oluşan Mühendislik Fakültesi haline getirilmiş ve Zonguldak Mühendislik Fakültesi adı ile 20.07.1982 tarihinde Hacettepe Üniversitesine bağlanmıştır. Zonguldak Karaelmas Üniversitesi'nin 3837 sayılı yasa ile kurulması üzerine Üniversitenin temelini oluşturan bu fakülte ve buna bağlı olarak öğrenim veren Zonguldak Meslek Yüksek Okulu, Alaplı Meslek Yüksek Okulu, Safranbolu Meslek Yüksek Okulu ile Hacettepe Üniversitesi Zonguldak İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi de "Çaycuma İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi" adıyla Üniversiteye bağlanılmıştır.
Ayrıca, Sağlık Bakanlığı ile Yükseköğretim Kurulu Başkanlığı'nca yapılan protokolle kurulan Zonguldak Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu, Bartın Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu ve Karabük Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu mevcut olup, bu okullardan Zonguldak Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu eğitim-öğretimini sürdürmektedir.
Kuruluş Kanununda Devrek-Fen Edebiyat Fakültesi, Karabük Teknik Eğitim Fakültesi, Bartın Orman Fakültesi, Ereğli Eğitim Fakültesi, Tıp Fakültesi ve Fen Bilimleri Enstitüsü bulunmaktadır. Sağlık Bilimleri Enstitüsü ve Sosyal Bilimler Enstitüsü öğretime açılabilme çalışmaları sürdürülmektedir.
Batı Karadeniz Bölgesinde etkin bir yörede kurulmuş olan Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak ili ve çevre ilçeleri ile Bartın ve Karabük İlinde halen işlerlik kazandırılmış 7 Fakülte, 3 Enstitü, 9 Meslek Yüksek Okulu ve 1 Sağlık Yüksek okulu'ndan oluşan yapısıyla eğitim ve öğretimini sürdürmektedir.