截至2017年3月，学院拥有3个国家级研究基地和7个省部级研究基地，其中1992年建成的动力工程多相流国家重点实验室在历次全国评估中均为动力工程及工程热物理学科第一。
学院拥有国家自然科学基金委工程领域第一个连续三期滚动资助的创新群体、5个教育部创新团队、2个国家外专局和教育部高校学科创新引智计划基地 。
学院拥有“能源高效节约与可再生转化利用的热物理基础”和“新能源与非常规能源利用中的热流科学”2个国家级创新引智基地（111基地）和“陕西省流体机械国际联合研究中心”。
国家重点实验室（1个）：动力工程多相流国家重点实验室。
国家专业专项实验室（1个）：流体机械国家专业实验室。
国家工程研究中心（1个）：流体机械及压缩机国家工程研究中心。
国际科技合作基地（1个）：新能源与能源利用新技术示范型国际科技合作基地。
教育部重点实验室（1个）：热流科学与工程教育部重点实验室。
陕西省重点实验室（1个）：陕西省先进核能技术重点实验室。
陕西省工程实验室（1个）：陕西省叶轮机械及动力装备工程实验室。
陕西省工程技术研究中心（3个）：陕西省可再生能源工程技术研究中心、陕西省能源高效清洁转换工程技术研究中心、陕西省流体机械工程技术研究中心。
陕西省工程研究中心（1个）：陕西省先进核能工程研究中心。
陕西省2011协同创新中心（1个）：煤的新型高效气化与规模利用协同创新中心。
陕西省国际科技合作基地（3个）：陕西省流体机械国际联合研究中心、新能源与能源利用新技术国际科技合作基地、能源与环境中的热质传递国际联合研究中心。
其他科研机构（7个）：热与流体中心、制冷与低温工程研究所、流体机械研究所、机泵中心、内燃机研究所、核能与热能研究所、核技术研究所 。
2000年至2017年3月，学院以第一承担单位获国家级科技成果奖14项、省部级科研成果二等奖以上40余项。
2010年至2016年期间：科研到款合计约11亿元，其中纵向占51%、横向占49%；科研项目2729项；基金申报获批项目总数286项，在国家自然科学基金委工程与材料科学部工程热物理与能源利用学科一直名列第一；授权发明专利807项；在中国国内外主流期刊发表SCI论文2924篇、EI论文2185篇。
2016年，学院ESI论文65篇，占西安交通大学全校总数25% 。
截至2017年3月，学院与欧美等国家和地区的26所大学和机构开展了合作，与美国明尼苏达大学合作创建了热流科学与工程国际合作联合实验室。
学院师生每年出国（境）参加国际学术会议超过400人次，引进了海外杰出人才11名、青年才俊12名（其中4名海外博士）。每年邀请中国国（境）外专家来校讲学100余人次，聘请客座/名誉教授5名以上；有31名教授在91个国际期刊担任编委以上职务，其中10名教授任主编、副主编，22名教授在90个国际学术组织或机构任职。
学院先后发起主办多相流、传热传质与能量转化国际学术会议（1984)、亚洲计算传热与计算流体会议（2007）、节能控排传热进展国际研讨会（2011）等系列高水平学术会议，近5年举办、承办各类国际学术会议18次，每年约60人次应邀在国际会议上做大会主旨报告或特邀报告 。
