热能工程是研究热能的释放、转换和有效利用的理论及技术问题，它主要涉及的基础理论研究，包括热力学、流体力学、传热传质学和燃烧学等理论，与一级学科“动力工程及工程热物理”下属的各二级学科广泛交叉，相互依存。它的原理普遍渗透到其它一级学科，几乎与所有科技领域和一切产业部门密切相关，对高新技术进步和国民经济发展具有重要作用。
我校热能工程专业是我国首批研究生培养单位，1979年获我国首批硕士学位授予权，1984年获博士学位授予权。其一级学科《动力工程及工程热物理》1998年获我国首批一级学科博士学位授予权，2012年被评为上海市一流学科。1990年获批博士后流动站。
在专任教师中有中国工程院院士(双聘)、国家百千万人才、国家有突出贡献中青年专家、上海曙光学者、上海启明星等多名高层次人才。现有专职教师20人余人，其中教授5人，副教授5人，具有博士学位的教师16人。
现有在校研究生100余名，具有中、高温热重分析仪、氧弹量热仪、气相色谱仪、差示扫描量热仪(DSC)，比表面积测试仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、原子发射光谱(ICP-AES)等先进的测试仪器。
是国内研究颗粒测量技术和两相流在线监测技术等的重要基地，拥有超声波讯号发射接收仪、NI高性能数字化仪、光学实验平台、高性能激光器、多型号光谱仪。研制开发了固定式、便携式煤粉在线监测仪、超细颗粒粒度仪、激光粒度仪、饱和蒸汽湿度在线测量仪、汽轮机蒸汽湿度集成探针等仪器。
与上海电气集团、上海发电设备成套设备研究院，上海锅炉厂有限公司、上海工业锅炉研究所等企业有着密切的合作关系。
学科面向国家战略，围绕能源动力装备制造、能源环境等需求开展电站锅炉清洁燃烧、劣质煤改性、两相流在线测量及颗粒测量、余热利用等方面的研究，在"颗粒测量"和"两相流在线测量"方向上形成鲜明的研究特色。曾承担完成973项目、863项目、国家科技支撑项目、国家自然科学重点和面上项目多项，近几年分别获上海市自然科学二等奖一项，上海市科学技术发明二等奖、三等奖各一项，中国机械工业科学技术进步二等奖、三等奖各一项。发表高水平研究论文200余篇，其中多篇被SCI、EI收录，出版专著2本，编著2本，制定国家标准1项，授权发明专利20余项，任客座主编SCI刊物专辑2本，曾获上海市优秀博士论文奖和全国优秀博士论文提名奖、德国洪堡学者。
指导教师：林宗虎院士、李瑞阳教授、马宪国教授、曹伟武教授、袁益超教授、蔡小舒教授、金晶教授、张守玉教授、苏明旭教授、郁鸿凌研究员、汪军教授、王波副教授、贾志海副教授、赵兵涛副教授、凡凤仙副教授、郝小红博士、周骛博士