國立清華大學於民國45年在台復校時，第一個成立的單位即是原子科學研究所。民國53年，核子工程系成為國立清大學首先成立的兩個大學部科系之一。核子工程系於民國70年開始雙班招生。

　　時空環境的轉變，1980年代末至2000年代初期，核能發電的發展在國際及國內都處於停滯狀態。國內核能的就業市場也大幅度萎縮。考慮系名對學生帶來的壓力，核子工程系先後於1995及1997年分別更名為「核子工程與工程物理系」及「工程與系統科學系」。下表為核子工程系沿革年代表。

　　當時，系內所有老師共識即為，不論系名如何改變，均不會放棄培育核電專業人才的責任，核子工程與科學仍為本校原子科學院的特色；等待適當的時機，恢復核子工程與科學研究所的招生，更積極的培育國內的核子工程與科學人才。

　　近來由於全球面臨:(1) 石化燃料價格飆漲，來源不易掌控；(2) 京都議定書生效，二氧化碳排放量將受到嚴格管制；(3) 核子工程與科學經歷近三十年的低潮，投入此專業的後繼者少，現在發生極嚴重的核子工程與科學人才短缺及斷層問題。將來世界能源問題，由傳統能源過渡到再生能源或新能源，其中的交棒點預估還有數十年到百年，此一能源過渡的深塹，一定要靠核電來擔綱跨越，現在國際上工業先進國家都在能源短缺中考慮大增核電比率，以保障自己能安全通過能源過渡期。

　　我國上述三種問題，其嚴重性更是棘手。為了有效解決這些問題，核子工程與科學研究所於2007年正式成立，碩士班於九十六年學年度入學，博士班亦於九十七學年度開始招生。利用原子科學院現有及未來新聘之核子工程與科學專長師資，為國家培育核子工程與科學人才，讓我國能順利渡過將來之能源過渡期，達成永續發展，綠色家園的理想。核子工程與科學人才之儲訓，將為台灣電力公司核能部門，以及原子能委員會及其附屬單位，民間核能工作從事者，及原子科學院提供未來所需之優秀新血。

本所沿革年代表

1956年	國立清華大學於新竹復校，設立原子科學研究所
1964年	核子工程學系大學部首屆招生
1968年	設立台電核能發電人員訓練班
1970年	設立原子核工程研究所碩士班
1973年	設立原子科學院
1981年	設立原子核工程研究所博士班
1981年	核子工程學系大學部開始雙班招生
1985年	原子核工程研究所改名為核子工程研究所
1995年	核子工程學系(所)改名為核子工程與工程物理系
1997年	核子工程與工程物理學系改名為工程與系統科學系
2007年	核子工程與科學研究所正式成立，碩士班開始招生
2008年	核子工程與科學研究所博士班開始招生