工程力学（钱学森班）与传统航空航天院校专业设置不同，清华大学不分别设置航空、航天或推进技术方面的学院，清华航院集航空、航天、推进等学科为一体，在发展高水平专门学科的同时，重视航空航天领域的综合性人才的培养。
借鉴了国外著名大学如MIT、Stanford、Princeton等院校的办学模式，航院的本科生按统一教学计划培养，该计划以强调打好坚实宽广的基础理论见长，重点培养航空宇航工程、工程力学和热能与动力工程（工程热物理）三个方向的专业人才。
自2004年起，航院的本科招生实行按学院大类招生，即在本科招生时统一按“工程力学与航天航空工程”、“工程力学（钱学森班）”报名录取。
本科教学以清华大学“加强通识教育基础上的宽口径专业教育，培养厚基础、宽口径复合型人才”的方针为指导，培养具有航空宇航科学与技术、力学、动力工程及工程热物理领域的扎实理论基础，同时具备工程综合能力的总设计师、总工程师潜质的全面发展型人才。
航院大部分本科毕业学生有机会直接进入本校与校外的研究生阶段的学习和培养，选择自己感兴趣的研究方向继续攻读硕士或博士学位。
航院的力学一级学科博士点是全国重点一级学科，在历次教育部评估中排名第一。
1999年开始评定全国百篇优秀博士论文以来，我院连续有11位博士生榜上有名，约占全国力学获奖篇数的一半。