システム工学研究科は、博士前期課程一専攻および博士後期課程一専攻からなる大学院です。
これまでの大学院が、技術を細分化し、深化させたる方向であったのに対し、本大学院は、総合力としての技術の獲得を目指す、新たな発想の大学院です。
地球規模での自然環境や人間社会を常に意識することが技術者に要求される現代において、工業的な進歩や効率化を追求するだけでなく、人間と自然と人工物（機械）とが一体となったシステムとして現代社会を認識し、そこに発生する課題に多様な解決策を提言できる技術者を育成します。
「システム工学専攻（博士前期課程）」は、研究分野別に「生物化学」・「建築都市」・「機械システム」・「電子情報システム」という4つのクラスタに分かれる「クラスタ制」を採用しています。しかし、これら4クラスタの垣根は低く設定し、分野横断的な研究ができる体制を採っています。
教育面では、「物質科学」・「環境科学」・「エネルギー科学」・「情報科学」・「基礎数理科学」・「特修科目」・「国際」の7つの区分のうち2区分以上から科目を選択・履修することになっています。また、民間研究機関での実習や研修を通して「実学」を体験することを目指した特修科目のプロジェクト研修およびシステム工学特別研修を設けており、複数の領域を理解しその知識を活用することができる能力を身に付けます。
「システム工学専攻（博士後期課程）」では、主体的に研究活動を展開することにより、広い視野に基づく総合力としての技術をさらに深化、発展させます。
