本系奈米與微機電領域之相關研究注重實驗及理論並行，從事微觀機械物理性質量測及前瞻製程與設備之關鍵技術的研發。目前以奈米力學、生化檢測、再生能源、以及軟性電子製程為主要研究領域。
奈米與微機電領域之相關教授，除了執行科技部與相關政府部門計畫進行基礎研究之外，與國內外之研究機構和產業單位也有縝密的互動，積極投入於微奈米產業技術提升與高級科研人才培育。
光機電整合系統是整合光電(optoelectronic)和機電(mechantronic)系統，並達到改善機械與電機系統性能、調控光之能量與傳遞、調控光電元件等等目的。這個研究領域所運用到之專業知識主要包括光學、影像處理、系統動態、自動控制、電子電路、感測器、致動器、訊號處理、精密機械、結構動力學、雷射物理與光電子學等等。
光機電整合系統之產業應用包括自動化製造與檢測設備、微控制器應用、驅動器與控制器設計、雷射加工技術、光學影像技術、生醫光電檢測儀器、雷射生醫手術、光通訊元件之光開關與調變元件、數位相機與手機相機的自動對焦與變焦鏡頭、光碟機、平面顯示器、光學投影機、3D光學顯示器、光學掃瞄器、雷射印表機等等不勝枚舉。
光機電整合系統最近幾年更強調和微機電技術、奈米科技和生物科技技術結合，例如奈米解析度的雷射加工技術、以雷射技術製作奈米材料、奈米解析度的光學顯微鏡、微機電光通訊開關、超高儲存密度的奈米材料光碟片、奈米碳管平面顯示器、生醫光學檢測技術、生物晶片檢測技術。光機電整合系統是一個極具挑戰性的跨領域技術，也是一個充滿機會與前景的新興科技領域，歡迎同學們踴躍加入。
精密機械是整合精密機械設計、精密量測技術與精密加工技術的研究領域，這個研究領域所運用到之專業知識主要包括精密加工、精密製造、精密儀器設計、CAD/CAM、機電整合、感測器、致動器、訊號處理、機構動力學、結構動力學、光學量測、與其他的近代科技技術例如雷射、奈米材料、光電與虛擬實境等等。
精密機械之產業應用包括精密儀器、精密CNC工具機、精密齒輪加工與量測設備、機器人、逆向工程、精密模具、積層製造(3D列印)、健康照護與運動器材、生醫器材、風力發電機製造設備、精密傳動元件、自動化製造與檢測設備、半導體設備與製程、平面顯示器製程與設備、太陽能電池製造加工設備、自動化光學檢驗設備、雷射加工設備、智慧型車輛、虛擬實境等等不勝枚舉。
本系的精密機械研究領域的相關老師近年的研究重點在於精密CNC工具機、齒輪加工、積層製造(3D列印)、機器人、新能源（例如太陽能電池與風力發電機）製造設備、生醫器材、健康照護與運動器材、智慧型車輛等、逆向工程、虛擬實境等，歡迎同學們踴躍加入。
生醫工程是一個範圍涵蓋生物、 醫學、以及工程的跨領域研究學科，用以解決人類實際在臨床醫學以及生物學上的重要問題，並運用到許多特殊領域的專長，包含流體力學、微奈米科技、生物學、化學、自動化控制、光電工程、電路、以及訊號處理等。
生醫工程在實際上有許多應用，包含生物晶片、檢測技術、輔具、藥物傳輸、測試儀器、生物力學、細胞培養等等。所涵蓋的範圍非常廣大，具有極高的市場價值。
專注在生醫工程研究領域的教授之學術專長包含光學式生物晶片、生物力學、牙科材料、流體力學、電漿於生醫之應用、積層製造等等。生醫工程是一個既充滿挑戰卻又充滿機會之熱門研究領域，對於全世界具有高度重要性以及衝擊，值得有志學子投入。
本系能源工程領域主要是對現今能源科技作新型態之開發，以及對目前世界各國主要使用的能源，達到能源轉換效率提升的目的，此外，在能源工程的開發研究上，為了達到全球永續發展之主軸，能源工程亦伴隨環境保護方面的研究，使能源的利用以及開發時所不可避免展生的環境污染，作其減量淨化的技術發展，期望積極建立學術研究，結合實際應用，培養理論與工程技術兼具能源工程人才。
能源是一切活動的原動力，人類文明的發展史與其所利用的能源之間有極密切的關聯，人類對能源的依賴程度亦隨著工業化的進展而日益加深，目前本系研究的能源有：太陽能發電與風力發電、生質柴油、電解氫氧燃燒輔助系統以及熱裂解技術。
(1). 太陽能發電與風力發電：新型態的發電科技，在現今世界皆處於能源危機的威脅下，研發新的替代能源成為必要的工作之一，而在目前台灣的環境評估中，太陽能及風力發電為可期待的發電技術，且目前此兩種發電科技仍有許多的問題可研發與探究，但不可否認的是，成為替代性能源的潛力發展成果，配合國內現行技術，研究發展專屬的控制技術。
(2). 生質柴油：生質柴油製造是以再生資源為原料，其至作方式主要有4種，分別為直接混和使用、微細乳化、轉酯化反應和熱裂解。生質柴油研究及使用後歸納的優點如下：1.生質柴油可100％直接使用於傳統引擎，不需另外修改引擎，也可以混和柴油使用。2.生質柴油成分中包含11％的含氧量，可以促進燃燒，且含極少之硫含量，較為環保。生質柴油本身具有潤滑性，因此可以延長引擎使用壽命，研究專屬以動力計實驗各種生質油在不同引擎控制條件，污染減量的控制機制。
(3). 電解氫氧燃燒輔助系統：利用純水電解後，產生純氧和純氫的混合體，氫氣它可以燃燒，氧氣可以助燃，而電解後所產生的H2、O2氣體，不但非常安全，而且沒有毒性；研究H2、O2噴入燃燒反應的控制機制，當啟動燃燒後，瞬間溫度可以達到8百至3千度高溫，因此燃燒反應與H2O電解成H2、O2的反應控制機制，建立節能與反應的目的。
(4). 熱裂解技術：以高溫的熱裂解方式，將植物油中巨大的分子鏈裂解成所需的燃料或轉換成另外一種有用的化合物之型態。而裂解的溫度與反應的時間隨著油品性質與催化劑的種類而有所不同，由於熱裂解的化學反應相當複雜，因此只要更改其中之一的變數，所產出的化合物種類就不會相同。目前的主要目的為分析生質物裂解成生質柴油時之重量變化、油品生成率及其氣體溫度變化與加熱時間之關係，並建立資料庫，以提升裂解油之生產效能，同時配合柴油引擎熱動力化學反應機制。研究在柴油引擎遭作條件與燃燒反應機制及生成氣體污染減量的噴油控制機制。