工程物理专业培养近代物理电子学、辐射技术、加速器技术、核能工程、安全技术、粒子物理与核物理等方面的人才。
其课程设置面向新技术并具有工偏理的特色，其中数学、物理等课程的学时较多、要求高；技术基础课包括电工技术、模拟电子技术、数字电子技术、计算机软件技术、计算机硬件技术、工程力学、流体力学等获得较全面工程训练的课程；专业课有辐射物理及探测学、近代物理电子学、核工程原理、智能物理仪器、系统安全工程等，其中有三门本科课程授予"清华大学精品课程"称号。
整个学习期间保持外语和计算机方面课程的连续性和不断上层次，并通过众多实践环节培养学生将理论知识用于工程技术的能力，为学生今后的发展打下坚实的基础。