大學部學生核心能力
1.運用數學、科學及工程知識的能力。
2.設計與執行實驗，以及分析與解釋資料的能力。
3.執行工程實務所需技術、技巧及使用工具之能力。
4.設計工程系統、元件或製程之能力。
5.有效溝通與團隊合作的能力。
6.發掘、分析及處理問題的能力。
7.認識時事議題，瞭解工程技術對環境、社會及全球的影響，並培養持續學習的習慣與能力。
8.理解專業倫理及社會責任。

研究所學生核心能力
1.使學生具備動力機械工程領域的專業知識。
2.培養學生策劃及執行專題研究的能力。
3.培養學生撰寫專業論文的能力。
4.培養學生創新思考及獨立解決問題的能力。
5.培養學生能與不同專業領域人員協調，並具備知識整合的能力。
6.培養學生具有國際視野並瞭解全球的趨勢。
7.培養學生領導、管理及規劃的能力。
8.培養學生終身自我學習成長的企圖心。

國立清華大學動力機械工程學系，自1972年成立至今已四十年，不僅歷史悠久，也是國內大學唯一擁有訓練博士、碩士及學士完整機電系統整合學程的學系。本系將機械與電機兩者融合在大學部的基礎課程中，並透過學術與應用研究將光、生醫、動力、能源、微奈米等科技與機電系統整合在一起，所以本系的學生比機械系的學生不怕電，又比電機系的學生懂機械！

為了迎接新世紀高科技的挑戰，2003年本系規劃了四大跨領域學程：

一、能源學程培養具備新興與傳統能源及動力系統科技所需基礎能力之科技人才。能源與動力系統包含太陽能、燃料電池、風能、航太科技、磁浮系統、車輛動力系統、複循環動力系統、汽電共生等領域。

二、電控學程培育系統分析、設計、量測控制與系統整合的能力。課程應用包括馬達、機器人、自走車、人工智慧、半導體製造與動動化、聲學系統、機械視覺、訊號影像處理、光機電系統、生物醫學微系統、系統微型化可攜式與穿戴式應用。

三、奈微米學程奈微米學程是理論性強，且應用廣泛的尖端科技學程。包含 微機電感測控制及驅動元件製程開發技術、微機電系統整合技術、射頻、光學、生物醫學、電腦與週邊微機電系統研究等領域。

四、精密機械與智慧製造學程強調以領域知識技術為主之學習及抽像理論與實務工程問題之連結，學程配置豐富之實驗與實作，以增進學生對領域知識確實的理解。包含工具機、超精密加工技術、奈米加工技術、新精密機械技術、人工智慧、智慧機械與製造等領域。

未來10年本系將以美國Stanford大學機械系為師法與比較之對象。在教學與研究方面仍以光機電系統整合為核心，並選出動力與能環系統、光機電系統技術、微機電系統與奈米科技、生物與醫學工程四個重點研究方向，希望其中一至二項領域能在國際有高知名度。在教學方面，本系於93年開始實施學程制，將畢業學分從一百三十七學分降為一百二十九個學分，並放鬆非基本科目的必修課，但在課程中增加設計實作項目，並鼓勵參加校內外之競賽。