清华大学临床医学院成立于2016 年，由中国工程院院士、国际知名肝胆外科专家董家鸿教授担任院长。学院集医学教育、医疗服务和科学研究「三位一体」，以培养卓越医师和医学科学家为核心要务，借鉴国际医学教育的先进理念和成功经验，遵循医学教育的客观规律，创新医学教育模式和教学方法，构建具有清华风格的「价值塑造、能力培养、知识传授」现代医学教育体系，为服务健康中国战略、促进人类健康事业的发展做出贡献。

生物医学工程是工程学、生命科学与医学高度交叉的学科，它用工程学的原理与方法，探索生命、医学与健康的新奥秘，研究开发创新型的医疗仪器设备、诊治方法、材料制剂等，促进人类健康。

清华大学医学院成立于2001年，经过20年的建设，已经建立了强大的科研能力与专家团队和系统的学生培养体系，积极为“健康中国”的国家目标贡献成果与人才。著名医学科学家、两院院士吴阶平先生担任首任院长，生物物理学家赵南明教授、结构生物学家施一公院士、神经科学家鲁白教授、免疫学家董晨教授先后担任常务副院长。2016年9月，董晨教授担任医学院院长。2020年12月，祁海教授担任医学院院长。

清华大学生命学科的发展有悠久的历史，创建于1926年的生物系，是我国近代最早开展生物学教育和科学研究的基地之一，曾为我国培养了一大批知名的生物学家。在中国科学院生命科学和医学部及中国工程院医药卫生学部的院士中，有40余位曾在清华大学学习或工作过。

天文学是跨越时间和空间尺度最大的自然科学分支，随着新一代望远镜和探测技术的出现，古老的天文学进入了新的黄金时代：2015年引力波的直接探测到2019年黑洞的第一张照片都展示了天文学无穷的魅力，这些发现唤起了公众的极大兴趣。

地球系统科学是以研究全球变化为目的发展起来的多学科交叉新兴学科，是当今世界重要的科学研究领域和热点方向。

清华大学化学系始建于1926年，在新中国成立时，已成为国内高校中师资力量最为雄厚、学术水平最高的化学系之一。1952年的高等学校院系调整使清华大学化学系的发展一度中断。

清华大学物理系是目前国内发展最快、最好的物理系之一，为提高清华大学的学术声誉起着重要作用。物理系的教师在凝聚态物理、原子分子和光物理、粒子物理、核物理、天体物理以及生物物理等多个学科方向从事科学研究工作。

清华数学在九十年的历史中，有过飞扬与落寞。从这里走出过陈省身、华罗庚、许宝騄等一代数学大师，他们的学术思想和研究成果影响至今，并形成了清华数学“兼容并包、追求卓越”的办学传统。

清华大学能源环境经济研究所始创于1980年，是清华大学核能与新能源技术研究院和清华大学经济管理学院、清华大学公共管理学院共建的校级研究机构，是中国高校中最早开展能源与应对气候变化研究的团队，是全国高校中最早具有博士学位授予权的单位，拥有管理科学与工程博士点和博士后流动站，所属学科管理科学与工程是国家重点学科。

清华大学核能与新能源技术研究院(简称核研院)筹建于1958年，始建于1960年1月。早期称清华大学原子能基地，1962年起更名为清华大学试验化工厂（简称试化厂）。1979年4月经学校批准更名为核能技术研究所（简称核能所）。1990年11月10日，经国家教委批准更名为核能技术设计研究院（简称核研院）。2003年9月经清华大学2003-2004学年度第1次校务会议讨论通过，更名为核能与新能源技术研究院（简称核研院）。更名后原有设计院资质保留，名称仍为“清华大学核能技术设计研究院”。

清华大学化工系应用化学研究所成立于1997年,现有教职工及博士后共6人，在读研究生(博士和硕士)16人。

工业生物催化教育部重点实验室2012年获批建设，2015年6月通过验收并正式运行。实验室总体定位是：服务国家需求，突破产业瓶颈，引领学科发展，培育一流人才；发挥清华大学的多学科优势，围绕工业生物技术产业的核心需求和技术难点开展原创性工作，并努力推进成果示范应用；为我国生物技术产业和"一带一路"倡议提供技术和人才支持。

清华大学高分子研究所隶属于化学工程系，和清华大学材料科学与工程研究院,也是先进材料教育部重点实验室的组成部分。承担着本科生高分子材料科学与工程专业和研究生材料学(高分子材料)的教学工作。

化学工程联合国家重点实验室（清华大学）源于清华大学化学工程系萃取分离实验室，1987年成为重点实验室的四个分室之一。本实验室以分离科学与技术作为主要方向，立足学科前沿，面向国民经济和社会发展的重大需求，开展基础理论研究，发展关键技术与装备，积极推动科研成果转化。先后承担了国家自然科学基金重大、重点、杰出青年科学基金、国家科技攻关、“973计划”、“863计划”等国家级项目，实现了一批科技成果的产业化应用。