热科学和能源工程系创办于1958年，为国内大学中同类专业创办最早者。前身是工程热物理系，首任系主任为我国著名科学家、中科院院士吴仲华先生。1961年至1982年间，曾并入近代力学系，1983年恢复系的建制。1983年至1993年，我国知名的太阳能专家葛新石教授担任系主任，1992年更名为热科学和能源工程系；1993年至1996年，我国知名火灾科学专家范维澄教授任系主任；1996年至2000年，陈义良教授任系主任；2000年至2001年，程晓舫研究员任系主任。现任主任是季杰教授。