成立于1946年的清華大學建筑系是今清華大學建筑學院的前身，建筑系現主要承擔建筑學一級學科的教學和科研工作，培養建筑學專業的本科生、碩士生和博士生。學科發展以吳良鏞“人居環境科學”理論為指導，樹立科學與藝術相結合、理工與人文相結合、理論與實踐相結合的專業教育思想，建立了多系統、多層次的學科發展體系，同時，學科建設依托并受益于清華大學理、工、文、藝等多門類學科齊備的學術環境優勢，形成了不僅建筑、規劃、景觀三位一體，并且與其他學科交叉融合發展的態勢。截至2017年底，建筑系共有在職教師54人，下設5個研究方向，包括建筑設計及理論（建筑創作、建筑設計理論與評論、劇院建筑、博覽建筑、校園建筑等研究方向），建筑設計與技術（參數化數字建筑設計、生態城市及綠色建筑、建筑空間與建構等研究方向），建筑設計與文化、社會、藝術（建筑策劃、地域與鄉土建筑、養老宜居環境、美術研究等研究方向），城市設計與理論（城市設計、城市設計理論、城市美學等研究方向），建筑歷史與理論（中國建筑史、外國建筑史、建筑理論、建筑遺產保護等研究方向）。
清華大學城鄉規劃教育始于 1947 年梁思成先生開設的“都市計劃”課程。1951年春季由吳良鏞先生主持的市鎮設計教學組成立，1952 年城市規劃教研組正式成立，本科設立城市規劃專門化方向并招收研究生。1981 年首批獲得博士授予權，1988 年首批獲得國家重點二級學科；同年清華大學建筑學院成立，下設城市規劃系至今。2011年城鄉規劃專業成為一級學科，同年清華大學設立城鄉規劃專業本科。2012 年在教育部學科評估中清華大學城鄉規劃名列全國第一。
城市規劃系主要承擔城鄉規劃一級學科的教學和科研工作，重視以服務國家發展為辦學目標，緊密圍繞世界城鄉建設的重大關鍵課題，依托清華多學科門類相融貫的豐厚教學資源與學科交叉基礎，貫徹科學與藝術、理工與人文相結合的教學理念，重視建筑與城市設計、規劃理論與實踐的綜合培養，形成以人居環境科學為指導的整體學科框架。
截止2015年底，城市規劃系共有在職教師33人，相關機構包括8個所/中心/實驗室（清華大學建筑與城市研究所、清華大學人居環境研究中心、首都區域空間規劃研究北京市重點實驗室、住宅與社區研究所、生態規劃與綠色建筑教育部重點實驗室、空間信息技術國家文物局重點科研基地、城市規劃建設與管理北京市高校重點學科群建設工作站、清華大學人居信息實驗室），1個工程實踐平臺（清控人居建設集團）和3個學術期刊編輯部（《China City Planning Review》編輯部、《城市與區域規劃研究》編輯部、《生態城市與綠色建筑》編輯部）。
清華大學的風景園林教育始于1951年清華大學營建系和北京農業大學、北京市政府建設局合辦的“造園組”，是中國第一個完整的風景園林學科。2003年清華大學建筑學院成立景觀學系，聘請美國藝術與科學院院士、哈佛大學景觀系前系主任、賓夕法尼亞大學Laurie Olin教授擔任首任系主任，楊銳教授為常務副系主任。2008年起，楊銳教授轉任系主任至今。
目前，清華風景園林教育以“東西融通、新舊合治”為核心理念，以培養中國風景園林規劃、設計、管理、研究和教育方面的領導型人才為目標，形成了學術底蘊深厚、理論實踐并重、學科交叉融貫、國際交往密切的辦學特色。
2017年，65年后清華大學重新開始招收風景園林專業本科生。同年風景園林學成為清華大學雙一流學科之一，并在年底第四輪全國學科評估中，獲得A+的好成績。截至2017年底，景觀學系共有師資12人，其中在職教師10人，博士后2人，設6個研究方向，即：風景園林歷史與理論、園林與景觀設計、地景規劃與生態修復、風景園林遺產保護、風景園林植物應用、風景園林技術科學等。
清華大學建筑學院的建筑技術科學系成立于2000年，由建筑學一級學科下的建筑物理和建筑技術兩個二級學科、土木工程一級學科下的市政工程和暖通空調工程兩個二級學科、工程熱物理學科下的制冷工程二級學科共五個二級學科組合而成，目前已形成以院士、長江學者、杰出青年基金獲得者、北京市教學名師、教育部新世紀人才、全國百篇優秀博士論文獲得者、北京市科技新星為核心的教師團隊，截至2015年有在職教師27人，建筑技術專業8人，建筑環境與能源應用工程專業20人，主要承擔上述學科的教學和科研工作，特別是碩士生和博士生培養，以及建筑環境與能源應用工程專業的本科生培養，在國內的建筑節能、綠色建筑、建筑環境品質等研究領域處于引領地位，并已躋身國際一流。此外，建筑技術科學系創辦并主辦了SCI和EI收錄的國際學術期刊Building Simulation以及中文學術期刊《生態城市與綠色建筑》，主持清華大學教育部建筑節能研究中心、室內空氣質量評價和控制北京市重點實驗室、清華﹣太古地產綠色建筑聯合研究中心。2015年入選國家自然科學基金委“創新研究群體”。
