中北大学动力工程及工程热物理学科创建于1998年，2011年获批为硕士学位授权一级学科，2024年获批为博士学位授权一级学科，填补了山西省在本学科博士学位授权一级学科的空白。动力工程及工程热物理是山西省重点学科，下设能源与动力工程专业为国家一流本科专业建设点。

目前学科形成4个二级学科方向，分别为：动力机械及工程、化工过程机械、新能源科学与工程、工程热物理。围绕能源高效洁净开发、转化与利用前沿课题，在动力机械系统科学与结构技术、污染物控制技术、新能源转化科学与综合利用、能源低碳高效转化中的热质传输与多相反应等方面形成了鲜明的研究特色，取得了一批满足国防建设或国家重大需求和具有重要影响力的原创性成果，目前处于国内领先水平。

学科拥有煤与煤层气共采全国重点实验室、高效储制氢技术与应用山西省重点实验室、先进炭基电极材料山西省重点实验室、太阳能光热技术山西省重点实验室、山西省动力工程研究生教育创新中心、山西省“太阳能综合利用”产业技术创新战略联盟、山西省能源动力产教融合研究生联合培养示范基地、“大同天力增压器有限公司”省级工程创新中心、中英联合新能源材料与低碳技术实验室等一系列国家、国防和省部级科研教学平台。现拥有一支100多人的高水平师资队伍，包括中国工程院外籍院士1人，国防“973”首席科学家2人、国家重点研发计划首席科学家1人、山西省“三晋学者”特聘教授1人、山西省学术技术带头人2人、山西省“三晋英才”2人、山西省模范教师2人、山西省高校中青年拔尖创新人才2人、山西省高校优秀青年学术带头人4人、山西省青年科研专家1人、全国高校辅导员年度人物提名1人，教授28人、副教授40人，博士化率达100%。

近五年承担国家、国防与省部级项目120余项，科研总经费1.3亿余元，获省部级科技奖励6项，在Science子刊Science Advances、Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition等国内外高水平期刊发表学术论文450余篇。完成科技成果转化10余项，开发的新型动力电池系统已应用于特种车辆、自主式水下航行器和水下无人航行器等，设计开发的超重力化工过程强化技术与装备、太阳能转化利用系统也推广至相关企业并取得良好的经济效益。

二级学科方向:

1．动力机械及工程

    围绕动力机械高性能结构设计与制造、极端环境性能测试等领域，开展极限条件下轻质合金零部件的全局协调优化设计、特种成型与加工制造、发动机内高温、高压、高转速、交变负载等极端环境下多参数原位测试等方面的理论与技术研究。

    2．化工过程机械

   面向国家节能减排重大战略需求，开展超重力化工过程强化与装备研究，解决化学反应与传热传质强化方面的关键共性科学问题，拓展超重力技术在化工过程中的应用范围。

3．新能源科学与工程

    围绕可再生能源高效转化、存储与利用中的关键科学问题，开展清洁能源高效转化系统、燃料电池发动机、可再生能源存储与利用等方面的理论与技术研究，解决可再生能源转化系统中微/纳流动传热传质系列问题，提升能源转化、存储与综合利用效率。

4．工程热物理

    围绕能源高效利用中的热质传输与流固耦合理论与技术，开展燃料清洁高效利用与节能技术、强化传热传质、数值模拟新方法、流体热物性测试技术及新型热力循环、分布式能源系统、微纳尺度流动传热等方面的研究。