本系成立於民國五十三年，是清華大學在臺復校最早成立的兩個科系之一，五十多年來已培育超過五千七百位優秀的學生。本系原名「核子工程學系」，核子工程是一門結合了機械、電子、材料、物理等領域的獨特學問。

為凸顯本系在機、電、材及工程物理等多元化教學研究的特殊性，並迎向未來科技中跨領域整合的潮流，於民國八十六年更名為「工程與系統科學系」，將豐富的資源投入前瞻性的跨領域教學與研究。

工程與系統科學系目前以「低碳綠能系統」與「智慧奈米系統」作為兩大發展主軸。「低碳綠能系統」組在既有的核能基礎上，積極發展中子治療、射束科學、醫學物理等多項輻射應用。除了核能，本系也深耕於低成本高效能之太陽能技術以及氫能燃料電池之開發並自108學年起加入清華-柏克萊「3+1+X」學生交流計畫，使得在低碳綠能的發展光譜上更趨完整。「智慧奈米系統」組致力開發應用於AI晶片所需的上游系統設計/演算法開發、中游製程技術與下游奈米檢測等技術。目前本系在感測器、前瞻記憶體、次世代關鍵材料/元件與積體電路設計等均有極為傑出的成果，在人工智慧AI系統所需的智慧半導體技術扮演了相當關鍵的角色。108學年也與臺積電共同開設「臺積學程」， 培養新世代半導體人才。期待透過完整的跨領域整合，為臺灣培養未來的科技精英。

歷史沿革

1956
國立清華大學於新竹復校
招考原子科學研究所首屆研究生，假臺灣大學上課
1960
核子工程館（1994年拆除改建工程一館）完工
1961
清華水池式核反應器首次臨界
1964
核子工程學系大學部首屆招生
1968
設立臺電核能發電人員訓練班
1970
設立原子核工程研究所碩士班
1973
設立原子科學院
1974
阿岡諾原子爐(美國阿岡國家實驗室借贈)首次臨界
1975
移動式教學用原子爐首次臨界
1981
設立原子核工程研究所博士班
核子工程學系大學部開始雙班招生
1985
原子核工程研究所改名為核子工程研究所
工科(舊)館 – 原名：核能科技一館啟用
1993
阿岡諾原子爐除役
工科新館 – 原名：核能科技二館/核能教學館啟用
1995
核子工程學系改名為核子工程與工程物理學系
1997
核子工程與工程物理學系改名為工程與系統科學系
2016
李存敏館(綠色低碳能源教學研究大樓)啟用