熱能工程系的前身是清華大學1932 年設(shè)立的機械工程學系動力工程組， 1952 年成立動力機械系，1978 年改名為熱能工程系。經(jīng)過幾代人的不懈努力，清華大學熱能工程系已成為我國能源高效、清潔、低碳轉(zhuǎn)化和利用領(lǐng)域享有盛譽的高級人才培養(yǎng)基地及能源基礎(chǔ)科學問題和先進技術(shù)的重要研究基地，也是國際知名的學術(shù)交流中心。
　　熱能工程系由5 個研究所組成，分別為“工程熱物理研究所”、“熱能工程研究所”、“動力機械與工程研究所”、“流體機械及工程研究所”和“熱能動力仿真與控制研究所”。全系擁有雄厚的師資力量：現(xiàn)有教授33 名，包括中國科學院院士1 名、中國工程院院士3 名、美國工程院和美國藝術(shù)與科學院雙院院士1 名、“長江學者計劃”特聘教授4 名、杰出青年基金獲得者2 名、副教授26 名和講師10 名，多數(shù)教師均具有博士學位。此外，還聘有9 名國內(nèi)外著名學者和技術(shù)專家作為客座教授、顧問教授。
　　熱能工程系設(shè)有“能源動力系統(tǒng)及自動化”（原熱能與動力工程）一個本科專業(yè)，每年招本科生90 名。碩士和博士研究生招生及培養(yǎng)按照學科進行，每年招收碩士研究生40 名，博士研究生40 名。全系設(shè)有“動力工程及工程熱物理”一個一級學科，下設(shè)“工程熱物理”、“熱能工程”、“動力機械及工程”、“流體機械及工程”四個二級學科，其中“工程熱物理”、“熱能工程”、“動力機械及工程”是國家重點學科。在歷次學科評估中，“動力工程及工程熱物理”一級學科和幾個重點二級學科在全國都名列前茅。
　　1988 年，熱能工程系首批成立“動力工程及工程熱物理”博士后流動站，該博士后流動站2005 年、2010 年先后兩次榮獲“全國優(yōu)秀博士后科研流動站”稱號。
　　熱能工程系始終把人才培養(yǎng)作為核心工作。經(jīng)過多年的實踐和完善，本系建立了門類齊全、內(nèi)容豐富而新穎的本科生和研究生課程體系。其中，“工程熱力學”、“傳熱學”“燃燒理論”是國家精品課程。此外，還有一批在國內(nèi)同行中享有盛名的專業(yè)課程以及面向全校多個院系和學科開設(shè)的工程技術(shù)基礎(chǔ)課。注重理論與實踐結(jié)合、培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力是熱能工程系人才培養(yǎng)的重要特色，所建立的“動力工程及工程熱物理”實驗教學中心，從硬件、軟件環(huán)境和運行機制上，給廣大學生提供了一個一流的教學實踐平臺。
　　熱能工程系始終把為人類的科學體系貢獻知識、為經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻科技成果作為自己的使命。本系建有“工業(yè)鍋爐及民用煤清潔燃燒國家工程研究中心”、“燃氣輪機與煤氣化聯(lián)合循環(huán)國家工程研究中心”、“熱科學與動力工程教育部重點實驗室”，并與電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系合作建有“電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國家重點實驗室”，與水利水電工程系共同建設(shè)“水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室”。廣大師生一方面緊跟世界科技發(fā)展的前沿，進行高水平的基礎(chǔ)研究和高技術(shù)的開發(fā)，同時面向國家國民經(jīng)濟建設(shè)的主戰(zhàn)場，努力將科學技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。先后完成多項國家（973）重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家自然科學基金、國家（863）高技術(shù)研究發(fā)展計劃、國家科技攻關(guān)等科研項目及有關(guān)部委和國內(nèi)外企業(yè)的科研合作項目，研究涉及能源、電力、國防、動力、航天航空、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域和行業(yè)，取得了重要的科研成果，多次獲得國際、國家、省市部委的獎勵�！�
　　熱能工程系與國際一流大學、研究機構(gòu)和著名能源企業(yè)具有廣泛的聯(lián)系和高水平、實質(zhì)性合作。所參與的清華大學- 英國劍橋大學- 美國麻省理工學院三校低碳能源大學聯(lián)盟，開創(chuàng)了我國與世界一流大學實質(zhì)性、常態(tài)化合作的先河。與國際著名能源企業(yè)，如英國石油公司、三菱公司、東芝公司等建立的一批聯(lián)合研究機構(gòu)對開闊國際視野、開展前沿性基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)起到了極大的推動作用。