清华大学热力学研究室成立于1979年，现有2名教学科研人员，主要从事化学工程及相关行业环境、材料和生物领域中所涉及的流体物性、相平衡及传递性质的研究；以分子热力学、统计力学和现代溶液理论为基础，研究上述性质的理论计算和预测；应用上述成果指导和进行实际过程的开发和流程模拟。同时作为国家重点化学工程联合实验室(萃取分离实验室)的萃取热力学和动力学研究单位，建立复杂萃取体系平衡关系的热力学模型，研究萃取过程化学机制及动力学过程。

实验室的主要研究方向包括：

热力学理论研究

密度泛函理论：表面现象、界面性质、固体吸附、含纳米材料的溶液体系

微扰理论研究：非对称体系、电解质溶液、跨临界区流体及混合物、多相体系

积分方程理论：电解质溶液的非原始模型

热力学和传递性质的计算机分子模拟

高温高压及混合溶剂电解质溶液、碳纳米管气体吸附的分子模拟、跨临界区流体及混合物、含纳米材料的溶液体系、DNA溶液的热力学性质研究、受限空间流体相平衡

热力学模型及其应用

状态方程及混合规则、高压流体相平衡、基团贡献法、酸性气体吸收、金属溶剂萃取、双水相体系、芳烃抽提、有机酸萃取、甲酚萃取结晶、业尾气处理及其物质综合利用、合成洗涤剂体系相平衡研究

高压下的输运性质

导热系数、扩散系统、粘度