1987年经国家教委批准为工程热物理国家级重点学科，2007年动力机械及工程热物理被评为一级国家重点学科。1989年9月，热物理工程学系改名为能源工程学系。1999年9月能源工程学系与机械工程学系、工程力学系组成了机械与能源工程学院。
2009年1月，能源工程学系在一级学科基础上再次实体独立运转。能源工程学系在本科生培养方面，设有机械设计制造及其自动化（汽车工程方向）、能源与环境系统工程（能源与环境工程及自动化和制冷与人工环境及自动化方向）、新能源科学与工程3个本科专业（4个专业方向），在校本科生583余人（3个年级）。
在研究生培养方面，设有能源与环境工程、工程热物理、热能工程、制冷与低温工程、动力机械及工程、车辆工程和供热、供燃气、通风及空调工程等8个博士、硕士授予点，在校硕士生359人，博士生198人。拥有一级学科国家重点学科1个，一级学科博士点1个，国家重点实验室1个，国家工程研究中心1个。
能源工程学系下设热能工程、动力机械及车辆工程、制冷与低温和热工与动力系统4个研究所，拥有一支知识结构合理、老中青相结合、富有开拓创新精神的学术队伍，现有教职工130余人，其中教授37人。教师中院士1人，国家杰出青年基金获得者4人，长江特聘教授3人。
近年来获国家级教学和科研奖励10余项，科研经费2010年达1.2亿元。现任系主任为长江奖励计划特聘教授骆仲泱教授。