目前，化工系有两个本科专业：化学工程与工业生物工程，高分子材料与工程。

化工系立足于培养“高素质、高层次、多样化、创造性”人才，本科教育的理念是“厚基础、宽口径”，学生在高年级可根据自己兴趣选修相关研究方向的课程（详见培养方案）。

化学工程与工业生物工程专业始建于1946年，1952年因“院系调整”停办，1958年为适应国家重大需求而恢复建设。在汪家鼎等化工教育家的带领下，坚持立足学科前沿，面向国家重大需求，推进教育教学改革。2004年将专业名称调整为化学工程与工业生物工程，培养兼具化学工程和生物工程基础的创新人才，服务化学工业可持续发展。

化学工程与工业生物工程专业依托“化学工程与技术”一级学科，其前身“化学工程”学科于1987年全国首次学科评估中位列第一，1998年首批获得一级学科博士学位授予权，2007年获评一级学科全国重点学科，在全国第2、3、4次学科评估中获评第三、第四和“A”，在2020英国QS全球大学学科排名中位列12，是2012年以来中国唯一进入并保持全球前20的化工学科。化工学科是清华大学“双一流”建设学科。

化学工程与工业生物工程专业于2006和2013年通过中国工程教育认证，2020年完成第三次认证（2019年启动）现场考察。2016年通过美国工程与技术认证委员会（ABET）认证。

化学工程与工业生物工程专业坚持以“广育祖国和人民需要的优秀人才”为根本任务，树立优良学风，夯实专业基础，提倡全面发展。毕业生中涌现出党和国家领导人、20多位中外院士、10多位大学校长、20多位省部级干部、5位将军以及众多技术专家和企业家。本专业已经成为国内外具有重要影响力的高水平化工人才培养基地。

高分子专业始建于1958年，当时的专业名称叫“塑料”。1960年更名为“高分子化合物”专业。1970-1976年，名称为“高分子合成材料”。1977年改名为“高分子化工”。此后，高分子专业每年招收一个班，约30名本科生。1989年，专业更名为“高分子材料及化工”。1998年更名为“高分子材料与工程”。

高分子材料与工程专业旨在培养学生具备坚实的数学、物理、化学和生物学基础知识；掌握新材料制备、加工和性能研究的理论和方法，以及发现、分析和创新性地解决问题的能力；拥有健康身心，恪守工程伦理；主动面向科技、经济和社会重大需求，在产业、学术和管理等方面发挥引领性作用。60年来为国家培养了2000余名本科毕业生，500多名研究生。为国家输送了很多的建设人才、一批科技专家、兴业之士和管理英才。国外的校友，在学术界和产业界也有很高的声誉。

高分子材料与工程专业的特色优势：夯实基础，强化实践；学科交叉，面向前沿；引导创新，真刀真枪做毕业设计。和化学、化工、材料、生物等专业密切结合。把科研课题转化为教学实践，研究内容不断更新。毕业设计课题来自国家项目或者和企业合作的应用课题，让学生接受系统的科研训练。

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