本系大學部訓練採取精兵主義，每一年級僅有1班，擁有全國最佳的教授/學生比例；採小班制教學，必修課程開2班由不同教師授課，並提供高比例英語教學。本系教師學術成就與產業應用績效卓著，提供碩士、博士班高品質之深造環境與資源。學生與教師熟稔且互動融洽，重視且以學習、溝通以及健全品格為教育目標。
【核心課程】
本系課程厚實化學工程能力，包括工業生產所需之製程技術(例如大量化生產)、產品品質(例如高純度產品)以及生產效率(例如高良率和人工智慧製程)，以及產品相關之基礎知識(包括尖端材料、半導體、生物技術和醫藥、能源與綠色產品等)，成為各科技領域發展之磐石。
除了清華學生特有的學長姐/學弟妹制度外，大學部學生各項活動，如：課程輔導、工廠參觀、化工週及暑期化工營等，皆能透過化工系學會的運作與導師/導生的聯繫而順利推動，同時可使師生關係有更密切而和諧的發展。同時我們也與全球多所大學建立交換學生制度，使學生有機會與頂尖大學的學生交流，開拓學生的國際視野。此外，我們積極鼓勵高年級學生參與研究，以及到工業界實習，透過實踐加強解決問題的能力。我們也提供高額及多項獎學金，除鼓勵學習外，也減輕學生就學過程的經濟負擔。
【課程架構】
必 修 課 程 與 學 分
| 大一 | 大二 | 大三 | 大四 |
| 校定必修(中文、英文、通識、體育、服務學習) (30學分) | |||
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普通化學一, 二 3, 3 |
物理化學一, 二 3, 3 |
輸送現象及單元操作一, 二 3, 3 |
程序設計 3 |
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普通物理一, 二 3, 3 |
工程數學一, 二 3, 3 |
化工熱力學 3 |
單元操作實驗 2 |
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微積分一, 二 3, 3 |
有機化學一, 二 3, 3 |
儀器分析及實驗一 3 |
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普通物理實驗一, 二 1, 1 |
有機化學實驗一, 二 2, 2 |
物理化學實驗二 2 |
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工程導論 2 |
物理化學實驗一 2 |
化工單操 3 |
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工程圖學 2 |
資訊系統應用 3 |
化學反應工程 3 |
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化學工程導論 1 |
程序控制 3 |
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普通化學實驗一, 二 1, 1 |
生命技術概論 3 |
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質能均衡 3 |
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選 修 課 程 與 學 分
| 大一 | 大二 | 大三 | 大四 |
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電子構裝技術與材料 2 |
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材料科學 3 |
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專題研究一, 二 1, 1 |
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基礎高分子化學 2 |
*光電材料與元件基礎 2 |
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*能源科技與環境概論 2 |
基礎電化學及實驗 3 |
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專題研究一 1 |
全球氣候變遷 3 |
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【畢業出路】
本系畢業生具備工業生產所需之製程技術能力和產品基礎知識等化學工程學系的獨門功夫，為各領域產業必需之人才，包括尖端材料、半導體、光電、特用化學品、生化與生醫、能源、食品與紡織等。在本系創意及創業等相關氛圍下，畢業生也可以興趣，朝向工程技術以外領域發展。此外，畢業生有極高比例選擇就讀國內、外之碩士、博士班，除在前述產業領域外，也可選擇研究單位和大學等機構任職。