理工结合是该系办学的特色，该系培养的学生不仅物理、数学、外语等基础强，而且工程素质良好。近十年来加强了电子和计算机技术技能的培养，并拓宽了专业面，使毕业生面对迅速发展的科学技术和不断变化的人才需求，有很强的适应和竞争能力。该系已从1993级学生开始实施本硕统筹培养，每年有60%－70%的学生被免试推荐为研究生，用六年时间取得学士和硕士学位；或用九年时间取得学士、硕士和博士学位，其余学生四年本科毕业。
该系现设两个本科专业：即工程物理专业和核工程与核技术专业，每年共招生本科150人。核工程与核技术专业还招收第二学士学位生，每年招收30人。在研究生培养方面，该系设有“核科学与技术”一级学科和下属所有的四个二级学科，其中“核技术及应用”、“核能科学与工程”、“核燃料循环与材料”三个学科被教育部评为全国重点学科，目前在“核科学与技术”一级学科下又增设了“医学物理与工程”和“安全科学与技术”学科方向，2005年，经学校批准，该系增设“物理学”一级学科和下属的“粒子物理与核物理”二级学科，增设“粒子物理实验”、“粒子物理理论”、“光子学与光量子测控”三个学科方向，具有“核科学与技术”以及“物理学”的一级学科博士和硕士学位授予权。近年来，每年招收研究生100多人，还设有“核科学与技术”博士后流动站。
经过近几十年的发展，该系科研工作已经取得诸多瞩目成就，形成发展态势良好的科学研究格局，培养出一支以中青年教师为骨干的勇于探索、不断进取、凝聚力强的科学研究队伍，科研经费及人均科技效益连续几年在清华大学名列前茅。主要研究方向有核技术应用、核燃料循环与材料、核能科学与工程、辐射防护与环境保护、仪器科学与技术、医学物理与工程、高能天体物理、公共安全技术等。近五年来，共获授权专利47项，获省部级以上奖励16项，其中大型集装箱检查系统项目获2003年国家科技进步一等奖及2003年中国专利金奖。
该系现有教职工120人，其中院士2人，正高级职务29人，副高级职务34人；另外还有博士后研究人员25人，校级兼职教授17人，其中10人为中科院或工程院院士。
当前该系正在深化改革，开拓创新，努力建设成为培养创新型、复合型核与安全科学优秀人才的培养基地，为把清华大学建成世界一流的社会主义大学做出自己的贡献。

我是一名大一的工科生，主修机械工程，物理基础较强，将来想向机械设计方向发展。大二时选修课中适合我

知识总是有用的，但看你将来要用到哪些范围的理论，一般工程师搞设计用不到或用不了太深奥的理论，但是这个代表你的学习能力和理解能力，相对从事枯燥或乏味的机械设计工作的时候可以起到举一反三的好处，这才是别人羡慕一个独特的工作能力。
一般机设侧重学习理论力学，而热能与动力工程流体机械和化工等专业侧重流体力学，土木建筑，土方作业侧重工程力学，当然三者基础都是相同，就是培养认知方向的差异也不是很大。
机械设计基本一辈子打交道的就是机械手册，可以提前翻翻有助于快速认知将来职业