德州仪器的历史可以追溯到1930年，J·克莱伦斯·卡彻和尤金·麦克德莫特创建一个叫做"地球物理业务公司"的为石油工业提供地质探测的公司。
在1939年，这个公司重组为Coronado公司。1941年12月6日，麦克德莫特和其他三名GSI的雇员J·埃里克·约翰逊、塞瑟尔·H·格林以及H·B·皮科克买下了GSI公司。在第二次世界大战期间，GSI为美国军用信号公司和美国海军制造电子设备。战争结束后，GSI公司继续其电子产品的生产。1951年，公司重新命名为德州仪器，GSI变为德州仪器的一个全资子公司。
从1942年开始，德州仪器凭借潜水艇的探测设备开始进入国防电子领域。这些技术基于原来它为石油工业开发的地质探测技术。
在20世纪80年代，这个产业的产品质量成为了新的焦点。80年代早期一个质量提升计划被启动。80年代晚期，德州仪器和伊士曼柯达公司和联合信号公司(Allied Signal)一起，开始参与摩托罗拉的六标准差规范的制定。
这类产品包括雷达系统、红外线系统、导弹、军用计算机、激光导航炸弹等。
早在1952年，德州仪器就从西部电子公司(Western Electric Co.，AT&T的制造部门)以25,000美元的代价购买了生产晶体管的专利证书。到同年末，德州仪器已经开始制造和销售这些晶体管。公司副总裁帕特里克·哈格蒂颇有远见，意识到了电子技术领域的美好前景。随后，原本在新泽西州的贝尔实验室工作的戈登·K·蒂尔在看了一则纽约时报的广告后加入德州仪器，被哈格蒂任命为研究主任，回到了其故乡得克萨斯州工作。
蒂尔在1953年1月将他在半导体晶体方面的专业知识带到了工作中。哈格蒂让他建立了一支由科学家和工程师组成的团队，使德州仪器保持半导体行业的领先地位。蒂尔的第一个任务是组织公司的中央研究实验室(Central Research Laboratories, CRL)。由于蒂尔的之前职业背景，这个新的部门基于贝尔实验室。
另一名物理化学家，威尔克斯·阿道克斯，在1953年早些时候加入了德州仪器，开始领导一支较小的研究团队，致力于研制生长结晶体管。不久，阿道克斯成为了德州仪器的一名首席研究员。
1954年1月，塔尼巴恩在贝尔实验室研制出了第一个可以工作的硅半导体。这个工作在1954年春季的固态设备大会上被报道，随后在应用物理学报(Journal of Applied Physics, 26, 686-691(1955))上发表。
戈登·蒂尔在1954年2月也独立研制出了第一个商用硅晶体管并在1954年2月14日对它进行了测试。1954年5月10日，在俄亥俄州的代顿举行的无线电工程师学会(Institute of Radio Engineers, IRE)国家航空电子大会上上，蒂尔正式对外界公布了他的成就，宣称"与同事告诉你的关于硅晶体管的严峻前景相反，我却恰好能把这些东西装在我的口袋里。(Contrary to what my colleagues have told you about the bleak prospects for silicon transistors, I happen to have a few of them here in my pocket.)"，并在大会期间发表了一篇题为《近期硅锗材料和设备的发展》(Some Recent Developments in Silicon and Germanium Materials and Devices)的论文。
在这一点上，德州仪器成为了当时唯一一个大批量生产硅晶体管的公司。随后在1955年，利用固态杂质扩散的扩散型晶体管被发明。不过，当时硅管的价格比锗管昂贵得多。
工作在中央研究实验室的杰克·基尔比在1958年研制出了世界上第一款集成电路。基尔比早在1958年7月就有了对于集成电路的最初构想，并在1958年10月12日展示了世界上第一个能工作的集成电路 。6个月后，仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯也独立地开发出了具有交互连接的集成电路，也被认为是集成电路的发明人之一。基尔比因此获得了2000年的诺贝尔物理学奖以表彰他在集成电路领域的贡献。诺伊斯在仙童公司研制的芯片是由硅制造的，而基尔比的发明是由锗制造的。2008年，德州仪器建立了一个以"基尔比"命名的实验室，用于研究那些半导体技术创新思维。
德州仪器的7400系列晶体管-晶体管逻辑(TTL)芯片在20世纪60年代被开发出来，使计算机逻辑方面的集成电路的使用更加普及。
德州仪器在1967年发明了手持计算器(当时价格高达2,500美元)。随后，在1971年研制出了单芯片微型计算机，并在同年的10月4日被授予了单芯片微型计算机的第一个专利证书。
TMC0280型声音合成器
1978年，德州仪器介绍了第一款单芯片线性预测编码语音合成器。在1976年，德州仪器即开始了一个存储强度应用方面的研究，很快他们开始聚焦于语音方面的应用。这个研究的结果就是TMC0280型单芯片线性预测编码(Linear predictive coding (LPC))语音合成系统，成为了第一款能够通过电子复制模拟人声的商业产品。这个成果在德州仪器多个商用产品中被应用。2001年，德州仪器将它转让给了加利福尼亚州圣克拉拉的Sensory公司。
在发展半导体和微处理器之后，德州仪器遇到了两个关于工程和产品开发方面的有趣的问题。第一，用于创造半导体的化学药品、机械和技术原先都不存在，必须通过自己"发明"他们;第二，早期的市场需求较小，公司必须"发明"这些产品的"用途"以打开销路。例如，其第一款晶体管收音机就是这样发明的。另外一个例子是，20世纪70年代后期开发的安装在墙上、由计算机控制的家用恒温器，很可能由于其价格较为高昂，无人问津。德州仪器在田纳西州约翰逊城设立了一个工业控制部门，为化学和食品工业生产自动进程控制计算机。这个商业非常成功。1991年9月，德州仪器把它卖给了西门子公司，随后转向了军用和政府设施方面，最好的例子就是美国的阿波罗登月计划里的电子设备的制造。
