热能工程学科于1985年建立，于2006年获得热能工程硕士学位授予权和动力工程专业硕士学位授予权。在此基础上，建立并发展了工程热物理和低温与制冷工程学科方向，形成了三个二级学科方向同步发展的格局。
1. 工程热物理方向
工程热物理方向主要研究领域：（1）大型汽轮发电机、异步电动机、屏蔽套电机等产品的数值计算及通风冷却技术；（2）低压电缆紫外交联设备热流场仿真技术。与电气学科交叉，服务于老工业基地，专注研究电机和电缆紫外交联设备的通风冷却问题，培养电气领域高级数值计算人才，是学科方向特色。作为国内著名电机通风冷却研究团队之一，承担国家、省自然科学基金项目共6项，发表SCII/EI收录论文60余篇，部分论文属于学科高被引（最高95次），获得省级科技进步奖3项。以哈尔滨电气动力装备有限公司为研发基地，承担横向课题近20项，解决了该公司重点项目中的通风冷却问题，实现了厂校联合研究成果的转化，产生了巨大的经济和社会效益。路义萍教授为该方向带头人，学术骨干教师有韩家德、王佐民、孙海锋。
2. 热能工程方向
热能工程方向主要研究领域：（1）流化床清洁燃烧技术；（2）生物质能源利用技术。将纳米催化剂应用于流化床燃烧领域，改善其燃烧特性和减少有害气体排放；对生物质资源和材料特性进行研究，解决工业锅炉燃煤替代问题；利用生物质做节能型建材，为绿色建筑提供技术支持。主持国家及省部级项目共7项。发表论文110余篇，SCI/EI收录73篇，SCI影响因子高。获发明与实用新型专利40余项，出版专著及教材5部，获得省级科学技术奖4项。流化床研究方法独特，其论文国际影响力大。生物质研究成果应用于建筑用纸面草板生产设备，产业化经济效益显著。陈巨辉教授为该方向带头人，学术骨干教师有吕薇、黄波、李丹、赵晨希。
3. 低温与制冷工程方向
低温与制冷工程方向主要研究领域：（1）微小通道内的气液两相在脉动条件下的流动与传热机理研究；（2）低温和制冷工质物性对气液两相流动与传热的影响分析；（3）高效低温空气源热泵技术的工程应用。从事低温气液两相流流动与传热机理研究，开展超导磁体、低温生物、航天航空等领域的紧凑式换热器的研发，解决低温工程领域的高效传热问题。承担国家与省部级项目5项。发表论文90余篇，其中SCII/EI收录12篇，获得实用新型专利10余项。作为国内少数开展低温工质气液两相流研究的团队之一，研究方向为国际热点、国内前沿领域。依托山东半岛海洋经济圈，为海洋食品冷冻冷藏及冷链物流工程提供高效制冷设备。该方向学术骨干教师有王芳，李九如，秦柏，孙博，韩昌亮，刘晓刚。
本学科的特色与优势明显。依托中国船舶重工集团公司第703研究所、哈尔滨电站设备集团公司、哈尔滨锅炉厂、天津宝成锅炉厂等企业用人需求，并可为国内华为、中车、海尔、格力等大型企业提供高新技术人才，社会需求态势向好。