هدف رشته‌ی مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی، آموختن فرآیند شناسایی، فرموله کردن، و حل مسائل مرتبط با مکانیک سیالات و علوم حرارتی و کاربردهای آنها در صنایع مختلف است. زمینه‌های فعالیت در این رشته‌ عمدتا مرتبط با سیستم‌ها و سامانه‌های انرژی هستند. از آنجا که بخش بزرگی از صنایع اصلی کشورمان صنایع نرتبط با حوزه‌ی انرژی هستند، لذا اهمیت این گرایش دوچندان خواهد بود.  گروه تبدیل انرژی دارای سه گرایش زیر است:

1- زمینه علوم حرارتی و انرژی: این گرایش به اصول انتقال حرارت و ترمودینامیک می‌پردازد و کاربرد‌های آن‌ها را در سیستم‌های مهندسی بررسی می‌کند. هدف این گرایش آن است که با بررسی فرآیند‌های اساسی انتقال حرارت و ترمودینامیک در سیستم‌ها، آنها را از نظر بازدهی، هزینه وآلایندگی بهبود بخشد. برای این کار، آگاهی از مبانی انتقال حرارت و ترمودینامیک لازم است و این مباحث، درس های اصلی این گرایش هستند. کاربرد‌های این گرایش در صنایع نیروگاهی، حمل و نقل، هوا-فضا، خودروسازی، و نفت-گاز-پتروشیمی گسترده هستند.

2- زمینه ماشین‌های آبی: این گرایش در واقع شاخه­‌ای از گرایش مکانیک سیالات است که به صورت دقیق‌­تری به ماشین­­های آبی، مانند انواع پمپ­‌ها و توربین­‌ها آبی می­‌پردازد. دانشگاه تهران دارای یک مرکز تخصصی توربوماشین است، که در سال 1383 با مشارکت وزارت نیرو به منظور تهیه‌ی دانش فنی، طراحی و ساخت مدل توربوپمپ‌ها و توربین‌های آبی تاسیس گردید. این موسسه در زمینه‌های آموزشی، پژوهشی و فن‌آوری فعال است. در زمینه‌ی آموزشی، این مرکز اولین مرکز جذب دانشجوی کارشناسی ارشد و دکتری در گرایش ماشین‌های آبی در کشور است. در زمینه‌های پژوهشی نیز این مرکز مجهز به دستگاه‌های تست و آزمایش پمپ‌ها و توربین‌های آبی، و همچنین، ابزار پیشرفته‌ی شبیه‌سازی و انواع نرم‌افزارهای طراحی توربوماشین‌های آبی می‌باشد. اهداف این گرایش آموزش نیروی انسانی متخصص در زمینه‌ی صنعت توربوماشین‌های آبی، تربیت کادر آموزشی دانشگاه‌های کشور در زمینه‌ی تخصصی توربوماشین‌ها همگام با دانشگاه‌های معتبر بین‌المللی، و ارتقای این رشته در عرصه‌‌های داخلی، منطقه‌ای و بین‌المللی هستند.

3- زمینه مکانیک سیالات:

 فهرست درس‌های دوره‌ی کارشناسی ارشد گروه تبدیل انرژی 

 فهرست درس‌های دوره‌ی دکتری گروه تبدیل انرژی