控制理論與控制工程
“控制理論與控制工程”學科以工程領域中的控制系統為主要對象，以數學方法和計算機技術為主要工具，研究各種控制策略和控制系統的建模、分析、綜合、優化、設計和實現的理論、方法和技術。本學科培養在控制理論和控制工程領域從事研究、設計、開發和系統集成的高級專門人才。
本專業重點研究線性與非線性控制、自適應控制、變結構控制、魯棒控制、智能控制、模糊控制、神經元控制、預測控制、推理控制、容錯控制、多變量控制、量子控制、系統辨識、過程建模與優化、故障診斷與預測、離散事件動態系統、復雜系統的優化與調度、智能優化與智能維護、復雜性理論研究、高性能調速與伺服、移動導航與制導、機器人與機器視覺、多傳感器集成與融合、多智能體合作與對抗、 嵌入式系統、傳感器網絡、軟測量技術、電力電子技術、現場總線技術、系統集成技術、網絡控制和流媒體技術，以及綜合上述技術和方法的綜合自動化技術。
模式識別和智能系統
“模式識別與智能系統”是20世紀60年代以來在信號處理、人工智能、控制論和計算機技術的基礎上發展起來的壹門新學科。本學科培養從事模式識別和智能系統研究、開發和設計的高級專門人才。
主要研究信息采集、處理與特征提取、模式識別與分析、人工智能和智能系統設計。其研究領域包括信號處理與分析、模式識別、圖像處理與計算機視覺、智能控制與智能機器人、智能信息處理以及認知、自組織和學習理論。智能控制和智能系統；專家系統和智能決策；模式識別的理論與應用；智能信息處理和計算機視覺；生物信息學。模式識別、計算機視覺和機器智能的理論與應用；信號處理的理論與應用；基於信息理論和技術的生物信息學與中藥現代化:智能控制和智能系統的理論與應用:神經網絡、模糊系統、統計學習理論及其在信息處理、識別和控制中的應用。
導航、制導和控制
導航、制導與控制是壹門以數學、力學、控制理論與工程、信息科學與技術、系統科學、計算機技術、傳感與測量技術、建模與仿真技術為基礎的綜合性應用技術學科。該學科研究航空、航天、航海和陸地上各種運動物體的位置、方向、軌跡和姿態的探測、控制和模擬，是國防武器系統和民用交通系統的重要核心技術之壹。慣性定位導航技術；組合導航和智能導航技術；飛機制導、控制和模擬技術；慣性器件和系統測試技術:消防技術。
這個專業的重點是:
1，運動物體精確制導、導航與控制的理論與技術；
2.空間探索和飛行器在軌技術研究；
3.天地壹體化的信息交互與處理技術；
4.智能控制和主動控制技術在飛機設計中的應用:
5.機載(機載、彈載)計算機、嵌入式系統和嵌入式應用軟件；
6.虛擬現實技術在空間仿真中的應用研究:
7.水聲對抗與水下航行器制導控制。
檢測技術與自動化設備
“檢測技術與自動化裝置”是研究被控對象信息提取、轉換、傳輸和處理的理論、方法和技術的學科。其理論基礎涉及現代物理學、控制理論、電子學、計算機科學和計量科學等。其主要研究領域包括新型檢測理論和方法、新型傳感器、自動化儀器和自動檢測系統及其集成化、智能化和可靠性技術。先進的傳感和檢測技術；新型執行器和自動化裝置；智能儀器和控制器；測控系統的集成化和網絡化；測控系統的故障診斷與容錯技術。檢測技術研究如何將反映被測對象特性的各種參數按照壹定的對應關系轉換成易於傳輸的信號並提供給自動控制系統；自動化設備涉及控制系統中的傳感器、變送器、控制器和執行器，包括它們的集成化、智能化和可靠性技術。本學科培養從事各種檢測技術和自動化裝置的研究、開發和設計的高級專門人才。
本專業重點研究工業自動控制裝置、系統可靠性評估與設計、控制系統自動測試方法、數據信息采集、傳輸、處理與轉換方法及相應設備、新型傳感器與儀器、傳感器數據融合理論與應用、動態系統故障診斷技術、工業現場總線技術、高速企業網絡組成與安全技術、新型大功率電子器件及應用、嵌入式系統研究及相關產品開發。
系統工程
“系統工程”是為解決日益復雜的社會實踐問題，從整體上合理組織、控制和管理各種系統而形成的綜合性工程技術學科。系統工程是以工業、農業、交通、軍事、資源為基礎的。以環境、經濟和社會領域的各種復雜系統為主要對象，以系統科學、控制科學、信息科學和應用數學為理論基礎，以計算機技術為基本工具，以優化為主要目的，采用定量分析和定性定量相結合的綜合集成方法，研究和解決壹般系統分析、設計、控制和管理問題。系統工程理論與應用2:系統分析、設計和集成；系統預測、決策、模擬和性能評估；網絡信息技術、消防指揮系統技術；復雜系統的信息處理、控制和應用技術。
自動控制已成為高技術的重要組成部分。目前，我國經濟建設蓬勃發展，各行各業經濟效益的提高和技術進步都與本學科密切相關。因此，加強本學科建設，培養更多更好的本學科高層次綜合人才，是我國社會主義建設的迫切需要。
企業信息系統與工程
是清華大學在“控制科學與工程”壹級學科下自主設立的兩個學科。企業信息系統與工程專業以工業社會形成的經濟載體企業為研究對象，研究應用信息技術改造其管理模式、商業模式、產品設計模式和制造模式的相關理論、技術和方法。所以這個專業是以綜合控制、計算機、管理、機械為基礎的交叉學科。
生物信息學
生物信息學是在生命科學研究中使用計算機作為工具來存儲、檢索和分析生物信息的壹門科學。是當今生命科學和自然科學的重要前沿領域之壹，也將是21世紀自然科學的核心領域之壹。其研究重點主要體現在基因組學和蛋白質基因組學上，具體來說就是從核酸和蛋白質序列中分析序列中表達的結構和功能的生物信息。