学院设有能源与动力工程、新能源科学与工程、核工程与核技术、环境工程4个本科专业。拥有动力工程及工程热物理国家一级重点学科，以及热能工程、流体机械及工程、动力机械及工程、制冷及低温工程、工程热物理、核能科学与技术6个国家二级重点学科，在2007年和2012年两次全国学科评估中，“动力工程及工程热物理”一级学科分别名列第一和第二。拥有动力工程及工程热物理、核科学与技术两个一级学科博士点和博士后流动站；还拥有包括工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、核科学与工程、核技术与应用等在内的7个二级学科博士点以及2003年增设的能源环境工程、后续能源与能源新技术、航空动力与空间环境工程3个博士备案点。
学院师资力量雄厚，汇聚了一大批在国内外能源与动力工程、工程热物理、核能科学与工程、环境工程等学科领域享有盛誉的教授、专家和学者。学院现有教职工246人，其中教授69人、副教授62人，中国科学院院士2人、中国工程院院士1人，国家级教学名师2人，千人计划学者3人，长江学者特聘教授5名、讲座教授4名，国家杰出青年科学基金获得者8名，国家百千万人才工程入选者4名，青年千人计划学者2人，中国青年科技奖获得者4名，全国百篇优秀博士学位论文获得者7名，教育部新世纪优秀人才36名。教师队伍中博士学位获得者占92.5％，形成了一支知识与年龄结构合理、学术素养高的教学科研队伍。
学院下设11个系和院教学实验中心；拥有依托本学院建成的动力工程多相流国家重点实验室、流体机械及压缩机国家工程研究中心、流体机械国家专业实验室等3个国家级研究机构和热流科学与工程教育部重点实验室、陕西省可再生能源工程技术研究中心2个省部级研究机构；拥有国家级能源与动力工程专业实验教学示范中心和国家级工程实践教育中心，为开展科学研究、技术开发、创新人才培养和实践教学提供了优良的硬件条件和学术环境。
多年来，学院教师始终以国家重大需求及国际学科前沿为导向，在发挥传统学科优势的同时，不断开拓新的学科方向，在能源动力系统与过程节能减排、可再生与洁净能源转化与利用、大型动力机械与装备关键技术、能源开发与综合利用的基础理论等研究领域形成了鲜明的特色和优势，承担了大量国家科技攻关、“973”计划、“863”计划、国家自然科学基金研究项目和国内外企业委托项目，取得了丰硕的研究成果，近五年来获得国家级、省部级教学和科技成果奖20余项。2012年以学院牵头，联合陕西煤业化工集团、中国东方电气公司、陕鼓集团公司和清华大学、浙江大学及西北有色金属研究院等单位共建的“煤的新型高效气化及规模利用协同创新中心”正式挂牌成立，成为西安交通大学首批培育成立的2011协同创新中心之一，并由陕西省政府推荐申报国家级协同创新中心。
学院注重学生基础理论、基本技能和创新能力的培养，过硬的综合素质使得学院的毕业生在国内外赢得了良好的声誉，各类毕业生一直供不应求，并在国家经济建设的各条战线发挥着骨干和领军人物的作用。目前，学院本科生升入研究生的录取率超过50%，就业率一直保持在98%以上。