清华大学电气工程学科是我国最早的电气工程博士和硕士学位授权点之一。在已经完成的历次学科评估中，本学科评估结果均为全国第一或A+。

电机系在“电气工程”一级学科下设立了“电力系统及其自动化”、“高电压与绝缘技术”、“电机与电器”、“电工理论与新技术”、“电力电子与电力传动”等5个二级学科，均为全国首批硕士点及博士点，并且前四个博士点在1989年、2002年和2006年三次全国重点学科评估中均被评为重点学科。2007年，电机系“电气工程”学科成为首批国家重点一级学科。2010年电机系完成了电气工程学科国际评估。

结合能源产业和学科发展趋势，清华大学电机系自2018年开始培养电气工程（能源互联网方向）专业硕士。同年开始招收工程博士。