工程系包括
土木工程系、化学工程系、电子与信息工程系、生物工程系、热能工程系、计算机科学与工程系、汽车工程系、
机械工程系等等。
土木工程系是一个建筑学里的前期专业学科。它包含了很多内容，很多专业知识。大学里主要课程有理论力学、材料力学、结构力学、土力学、水力学、工程地质、土木工程材料、工程测量、混凝土结构、钢结构、高层结构、地下结构、桥梁结构、道路勘测设计、水工结构、结构实验、施工技术及组织。
清华大学化学工程系始建于1946年，在半个多世纪的发展中曾进行过若干次调整，按照“厚基础宽专业”思想在系内设立
化学工程与工业生物工程、高分子 材料与工程两个专业，主要学科方向包括化学工程（含反应工程、分离工程、化工热力学）、过程与系统工程、生物化工、应用化学、高分子材料与化工。
电子与信息工程系，简称电信系。主要课程有
电路与系统、通信
软件与交换技术、信号处理与智能技术、宽带无线与
多媒体系统、军事通信与
信息技术、互联网技术与工程、微波与信息网络、数字视频技术与通信、图像处理与智能信息系统。
生物工程是工程科学与生命科学相互渗透、融合的一门重要的交叉学科。在空天领域，存在着大量的生物与医学工程问题，例如，飞行员逃生的生物力学问题、驾驶舱的工效问题、超重的抗荷问题等；航天员较长期空间飞行导致的心血管功能障碍、骨质丢失、
肌肉萎缩、免疫功能下降、内分泌紊乱等多种生理病理变化等问题。因此，航空航天生物与医学工程及
空间生命科学是本世纪及未来探索和研究的热点，其研究成果及相关技术不仅直接关乎宇航员、飞行员的生命保障和支持，还能为人类的健康服务。
热能工程系是能源与动力工程学院下的教学、科研单位，培养从事
船舶动力装置设计、
空调系统设计、研究、制造以及能源综合利用的高级
工程技术人才。以船舶动力设备、空调系统设备、工业锅炉和换热设备的设计、研究为主，同时研究开发热能转换、能源利用、环境保护以及节能技术。
计算机科学与工程系，是培养符合教育部门实际需要的计算机教学及应用管理方面的。专业课程有离散数学、
数据结构、计算机组成原理、
操作系统、编译原理、数据库原理、
面向对象程序设计(C#/Java/C++)、计算机网络技术、
统一建模语言及建模工具（UML）、
面向对象系统分析设计、J2EE架构与程序设计、.NET架构与程序设计、
软件测试方法与技术、
软件项目管理等。
汽车工程系设置的车辆工程、
动力机械及工程学科均为
国家重点学科。车辆工程（
汽车工程）专业：以汽车车身及底盘、汽车电子控制、人机环境的研究与产品开发等为主要学习内容，主要专业课程有汽车构造、汽车理论、汽车设计、
汽车空气动力学、车身结构与设计、汽车电子控制技术、振动与噪声控制、CAD/CAM技术、现代汽车制造工艺学、汽车覆盖件成型技术等。
热能与动力工程（
汽车内燃机）专业：以汽车发动机设计开发、电子控制、燃烧排放控制的研究与产品开发等为主要学习内容，主要专业课程有内燃机原理与结构、内燃机设计、内燃机排放及其控制、热力学、
工程流体力学、内燃机测试技术、电工电子技术、内燃机电子控制技术等。
交通运输（汽车运用工程）专业：以汽车、发动机故障诊断与检测和交通安全与管理的研究与产品开发等为主要学习内容，主要专业课程有汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车电子学、
汽车运用工程基础、
汽车诊断与检测技术、汽车运输与维修企业管理、汽车交易与管理、现代设计理论与方法等。
主要课程有机械制图与计算机绘图、电工电子基础、工程力学、机械设计基础、液压与气动技术、液力传动技术、控制工程基础、
工程机械控制技术、工程测试技术、工程设备、工程机械维修。主要实践训练：钳工、机械加工实习，电工、电子实训、计算机绘图实训、液压与气动实训、工程设备实训、工程机械控制技术实训、工程机械修理实训、机电技术综合实训。