动力工程及工程热物理学科是在1960年建校初期设立的锅炉和内燃机2个本科专业基础上发展而来。1989年获批热能工程二级学科硕士学位授权点；2000年获批热能工程二级学科博士学位授权点；2008年获批热能工程北京市重点学科；2011年获批动力工程及工程热物理一级学科博士学位授权点。学科拥有北京市传热与能源利用重点实验室、新能源汽车北京实验室、教育部2011计划北京电动车辆协同创新中心、北京市热能与动力工程实验教学示范中心、北京市太阳能热利用工程技术中心等，2024成为国家能源用户侧储能创新研发中心(筹)共建单位。

学科拥有一支以中青年骨干为主、学术水平高、善于创新和教书育人的优秀指导教师队伍，47位专任教师全部具有博士学位，其中正高级职称13人，副高级职称26人；享受国务院政府特殊津贴1人，国家重点研发计划首席科学家1人、北京市拔尖创新团队1支、北京市拔尖创新人才1人、教育部新世纪人才1名、北京市/行业学会优秀博士学位论文指导教师3人、北京市人才项目入选者2人、北京市长城学者1人、北京市科技新星5人、北京市青年拔尖人才2人、北京市青年人才托举工程入选者1人；4名教师入选爱思唯尔“中国高被引学者”榜单，5名教师入选全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力”榜单，9名教师入选全球前2%顶尖科学家“年度科学影响力”榜单。

学科结合国家和首都的经济与社会发展重大需求，重点建设了“可再生能源利用及碳中和理论与技术”、“强化传热传质理论与工程应用”、“制冷低温系统及其环保节能理论与技术”和“低碳车辆动力系统理论及技术”4个研究方向，涵盖了热能工程、工程热物理、制冷与低温工程和动力机械及工程4个二级学科，在熔盐高温传热储热、中低温储热储冷、高热流密度电子设备散热技术、燃料电池、氢能制备与利用、制冷低温系统环保节能技术、低碳与零碳燃料应用、动力系统智能控制等方向形成了优势与特色。

近三年，学科牵头承担国家重点研发计划项目1项，获批国家自然科学基金、北京市自然科学基金等国家级和省部级项目40项，累计到校经费4862.79万元，其中纵向科研经费2937.53万元，横向科研经费1925.26万元。获得中国机械工业技术发明一等奖、中国内燃机学会技术发明一等奖、河南省技术发明二等奖等省部级和行业学会奖励7项。发表学术论文531篇，其中SCI检索期刊论文352篇；授权发明专利110项。

学科贯彻学校“植根首都，科技报国”的价值引领，努力为社会发展培养急需人才，培养本学科国内最高研究生荣誉“吴仲华优秀研究生奖”获得者8人，北京市优秀博士学位论文获得者2人，中国内燃机学会优秀博士学位论文获得者1人，中国汽车工程学会优秀博士学位论文获得者2人。近3年，获得国家级高等教育教学成果二等奖1项、北京市高等教育教学成果一等奖1项。学科研究生积极参加国家级和省部级竞赛，在全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生可再生能源优秀科技作品竞赛、中国制冷空调大学生科技竞赛等高水平竞赛中屡获佳绩。

学科高度重视国际交流活动，与英国伯明翰大学、华威大学和诺丁汉大学合作开发应用于太阳能热发电、风力发电、压缩空气储能和微网能源系统的大容量蓄热技术。与英国格拉斯哥大学、Sunamp公司合作完成了国家重点研发计划中英创新桥合作计划项目“蓄热单螺杆分布式可再生能源热电联供系统合作研究”，以及多项国家自然科学基金委员会与英国皇家学会合作交流项目，并与相关院校建立了长期稳定的国际合作关系。

近3年，学科毕业生就业率基本保持在100%水平，多数毕业生在党政机关、高等院校、事业单位、国有企业等国有性质单位就业，毕业生受到用人单位的高度评价。重点签约单位包括：太阳成集团网址、北京信息科技大学、内蒙古工业大学、国家电力投资集团有限公司、中国航天科技集团有限公司、中国航天科工集团有限公司、中国兵器工业集团有限公司、北京汽车集团有限公司、中国华能集团有限公司等。