以运动体、流程工业、大型特种装备及其它新兴交叉领域为对象，针对复杂工业对象和过程，系统研究建模（包括机理建模、系统辨识与机器学习、软测量等）、控制（包括先进控制、鲁棒控制、非线性控制、模糊控制、随机控制，学习控制，安全控制、间歇控制、分级分布控制等）、智能优化与决策（包括智能优化、仿真优化、操作优化、调度优化、智能决策、知识工程等）、故障诊断与智能维护（包括故障诊断、容错控制、预测维护与实时
该学科以各种传感器为信息源，以数学与计算机为主要工具，探索对各种媒体信息进行处理、分类、理解并在此基础上构造具有某些智能特性的系统或装置的方法、途径与实现，以提高系统性能。模式识别与智能系统是一门理论与实际紧密结合，具有广泛应用价值的控制科学与工程的重要学科分支。
面向当今工业系统迫切需求的协同决策与智能控制，针对研究对象从简单系统发展到复杂系统以及正在过渡到智能系统的实际过程，依托智能无人系统和工业智能控制，以智慧城市为融合目标，重点探究群体智能协同决策机制，以构建智慧城市的信息物理融合交通能源系统，从而研究形成智能群体决策与控制理论体系。
以控制理论为指导，以电子技术和微型计算机等现代科学技术为基础，以软件和硬件综合为手段，结合人工智能领域最新发展，研究智能传感、检测与报警技术，主要包括危化品监测技术、生物医学信号检测、新型大功率电源变流技术、电子系统的故障检测与故障诊断、消费类数字电子技术及应用等。
以航空、航天、航海、车辆、机器人等智能无人系统为研究对象，以数学、力学、控制理论与工程、信息科学与技术、系统科学、人工智能技术、计算机技术、传感与测量技术、建模与仿真技术为基础，研究智能无人系统在复杂动态环境中的态势感知、任务和运动规划、综合导航、制导与智能控制、系统体系结构设计、以及群体智能博弈的理论和技术，为智能无人系统的智能、自主决策与控制提供技术解决方案。
利用系统论、信息论、控制论及人工智能理论和方法解决工业制造过程中的经营、管理、研发、生产、服务等技术问题。面向产品全生命周期，通过智能化的感知、人机交互式学习、自主决策和自动执行等技术，实现产品研发设计过程、制造过程和制造装备的智能化。从系统论的角度研究制造企业的结构模式、运行机制与技术体系；从信息论的角度研究其管理模式、经营模式、产品研发设计模式、生产制造模式的演化规律；从控制论和人工智能角度
以信息、控制、系统与智能技术、理论与思想为基础，研究生命系统在分子、细胞、表型和系统层面的信息规律，研究DNA、RNA、蛋白质等生物组学数据和健康医疗数据的信息处理和模式识别方法，研究以DNA分子为基本元件的合成基因线路与系统的分析、设计和人工合成技术及在智能化肿瘤靶向干预等方面应用，研究中医药的系统生物信息学基础和中医药现代化新理论与技术，研究机器学习与人工智能在精准健康和精准医学方面的应用。
以“脑观测”为切入点，构建多模态和多尺度的新型脑观测技术体系与仪器架构；以“脑机理”为着力点，架设链接脑结构与功能的桥梁，在微观、介观、宏观三个层次上研究重要脑功能的环路机理；探索脑精神性认知的智能特质，形成颠覆式的计算认知模型，筑建理论创新高地；深入研究认知智能的计算和迁移机制，集中突破类脑计算范式与架构瓶颈；着力探究脑神经疾病的病理，重点攻克阿尔兹海默症、帕金森病等疾病难题。
7月25日，由中国人工智能学会和杭州市余杭区人民政府主办的2020全球人工智能技术大会在杭州未来科技城拉开帷幕。中国工程院院士、中国人工智能学会理事长、清华大学信息科学技术学院院长、自动化系教授戴琼海受邀出席大会开幕式并致开幕辞，同时应邀做大会主旨报告。 出席开幕式的还有浙江省人民政府副省长高兴夫，杭州市委副书记、市长刘忻，杭州市委常委、余杭区委书记张振丰等领导，以及中国人工智能学会名誉理事长
脑与认知科学探索脑的结构与功能模型、意识机理与智能本质，揭示脑的物质性、精神性及其紧密耦合机制，是人类自我认识和自我超越的终极挑战。 清华大学脑与认知科学研究院（Institute for Brain and Cognitive Sciences, Tsinghua University，THUIBCS）面向交叉前沿科学问题，汇聚国内外顶尖人才，开展多层次、跨尺度、系统性原创研究。以“脑工程”为
2022年10月29日至10月30日，第一届“工业智能与系统”学术论坛成功召开。本届论坛由清华大学智能无人系统研究中心主办，国家CIMS工程技术研究中心和清华大学自动化系工业智能与系统研究承办。中科院沈阳自动化所王天然院士，浙江大学谭建荣院士，西安交通大学管晓宏院士，湖南大学王耀南院士，东北大学唐立新院士，南方科技大学、哈尔滨工业大学段广仁院士，北京大学王龙教授，大连理工大学罗钟铉教授，北京
2022年11月8日，自动化系“紫冬讲坛”导学思政培训会在中央主楼511会议室召开。培训会特别邀请了清华大学党委研究生工作部部长赵岑、副部长兰旻。赵岑作题为“了解学生 导学共进”的主题报告。自动化系主任张涛出席会议。自动化系研究生导师、机关50余人参会学习。会议由系党委副书记耿华主持。 赵岑作报告 赵岑介绍了研究生培养工作中存在的导学矛盾、导学问题，用翔实的数据解析了导师和学生的科研难度认知
11月16日，自动化系青年教师教学沙龙在中央主楼407会议室举办，沙龙邀请了李清、胡坚明、贾庆山、耿华四位老师做教育教学经验分享。自动化系主任张涛、教学副主任陈峰出席活动，自动化系青年教师、系办近20人参与本次活动。沙龙由系党委副书记古槿主持。 古槿主持沙龙 古槿在主持中，重点讲解了职称评定的基本要求，对教育管理专项做了详细阐释。古槿谈到，自动化系历来重视青年教师的成长，把青年教师工作作为院系
12月3日上午，清华大学自动化系咨询委员会（以下简称“咨询委员会”）2022年会采用线上形式顺利举行。自动化系咨询委员会主席、中国科学院院士李衍达教授，自动化系咨询委员会委员、系主任张涛、党委书记张佐等系领导班子成员，系学术、学位和教学委员会主席，教师代表共40余人参加了会议。会议由咨询委员会副秘书长贾庆山主持。 张涛讲话 张涛首先代表自动化系做2022年工作汇报。张涛详细介绍了过去一年自动化系
12月1日下午，清华大学智能无人系统研究中心（简称“中心”）2022年度管委会会议召开。中心管委会主任、清华大学副校长曾嵘，管委会副主任、科研院副院长甄树宁，中心主任、自动化系主任张涛，航天航空学院副院长王兵，自动化系副系主任李清，计算机系副系主任刘洋，化工系副系主任吕阳成，机械系教授刘辛军八位管委会委员参加会议。会议由甄树宁主持。科研院院长刘奕群，医学院教授廖洪恩，自动化系教授张毅、赵明国
