能源与环境系统工程专业培养具备宽厚热科学理论和能源与环境系统工程知识，能从事清洁能源开发、电力生产自动化、能源环境保护、制冷与低温、空调和储能、空调与人工环境等领域的设计、研究与管理的跨学科复合型高级技术人才。

能源与环境系统工程专业学生主要学习能源与环境系统工程的基本理论，学习各种能量转换与有效利用及环境保护的理论与技术，受到现代工程师的基本训练，具备进行能源与环境系统工程及设备的设计、优化运行、研究创新的综合能力。专业教学阶段设两个课程模块，即能源与环境工程及自动化课程模块和制冷与人工环境及自动化课程模块。学生在高年级时可任选一个模块修读。学习有余力的学生还可选修跨专业的课程，获取双学位。

除数理化、计算机等公共基础课外，设有材料力学、理论力学、机械设计基础、工程热力学、工程流体力学、电工电子学、传热学、能源与环境系统工程基础、自动控制理论、能源与环境工程及自动化系列课程、制冷与人工环境及自动化系列课程等。