本专业下设能源清洁转化及自动化、智慧能源系统和储能、空天热科学与控制技术、热力发动机及自动化、流体机械及自动化等5个方向, 均对应动力工程及工程热物理学科，是国家一级重点学科，具有硕士和博士学位授予权。能源清洁转化及自动化方向：面向能源革命与信息技术革命的需求，适应能源产业转型升级，培养引领新一轮能源科技革命的交叉复合型科学研究、工程技术和管理人才。主要研究能源高效生产和利用中热能的释放、转换、传递及清洁和自动化，服务于能源、动力、航天、航空、航海、化工、冶金、建筑、环境保护、质量监督等行业。智慧能源系统和储能方向：面向能源革命需求，服务能源互联网以及能源产业转型，培养具有多学科综合知识整体思维、服务能源科技革命的复合型人才。主要研究能源转化、能流传输、能量储存过程涉及的原理、技术、装备及其智慧化硬件、软件基础。具备从事智慧能源系统设计、储能材料与器件、储能装备设计开发和制造的科学研究能力和工程实践能力。空天热科学与控制技术方向：本专业瞄准空天海洋领域战略性产业需求，以国家级创新群体、国家级教学团队和工信部重点实验室等高水平师资队伍和科研平台为保障，采用创新前沿跨学科知识体系和本-硕-博全链条导师制培养机制，建立热学、力学、电学、信息、人工智能科学的基础知识体系，掌握航空航天与微电子领域涉及的温度控制、热量传输及控制、能量转换与管理、光热信息获取等专业知识，接受航空航天科学与能源动力工程的创新能力训练，具有优良的思想素质、科学素质和人文素质，具备多维知识结构、创新思维和学习能力，具备从事复杂热科学与技术研究开发、设计制造和应用管理所必需的知识和技能，为航空航天发动机技术、航空航天飞行器技术、空间能源技术、空间攻防技术、微电子技术、低温超导技术、红外探测与隐身技术、空间环境模拟技术培养热科学与控制技术引领人才。热力发动机及自动化方向：主要研究各种能源、动力系统中的能量转换、气体动力学、故障诊断、发动机控制，为能源、汽车、船舶、石油化工等领域培养从事研究、设计、实验、开发和管理工作的高级工程技术人才。流体机械及自动化方向：主要研究各种以流体作为工作介质和能量载体的机械装置及系统的设计及优化，以及复杂流动现象的数值及实验方法，在能源利用、航空航天、水利水电、石油化工、工程机械、生物医疗、舰船武备乃至市政工程等行业都有广泛的应用。本专业方向主要包括流体动力装置及系统的设计及优化、工程应用及其自动化控制等，培养从事流体机械装置设计、流体传动及控制、风力及水力发电系统、仿生流动及微尺度流动与控制、非牛顿流体力学、流动稳定性及湍流、多场耦合流体动力学等方面的研究、设计、制造、运行及产品开发和科学研究的高级工程技术人才。