成立于1946年的清华大学建筑系是今清华大学建筑学院的前身，建筑系现主要承担建筑学一级学科的教学和科研工作，培养建筑学专业的本科生、硕士生和博士生。学科发展以吴良镛“人居环境科学”理论为指导，树立科学与艺术相结合、理工与人文相结合、理论与实践相结合的专业教育思想，建立了多系统、多层次的学科发展体系，同时，学科建设依托并受益于清华大学理、工、文、艺等多门类学科齐备的学术环境优势，形成了不仅建筑、规划、景观三位一体，并且与其他学科交叉融合发展的态势。截至2017年底，建筑系共有在职教师54人，下设5个研究方向，包括建筑设计及理论（建筑创作、建筑设计理论与评论、剧院建筑、博览建筑、校园建筑等研究方向），建筑设计与技术（参数化数字建筑设计、生态城市及绿色建筑、建筑空间与建构等研究方向），建筑设计与文化、社会、艺术（建筑策划、地域与乡土建筑、养老宜居环境、美术研究等研究方向），城市设计与理论（城市设计、城市设计理论、城市美学等研究方向），建筑历史与理论（中国建筑史、外国建筑史、建筑理论、建筑遗产保护等研究方向）。
清华大学城乡规划教育始于 1947 年梁思成先生开设的“都市计划”课程。1951年春季由吴良镛先生主持的市镇设计教学组成立，1952 年城市规划教研组正式成立，本科设立城市规划专门化方向并招收研究生。1981 年首批获得博士授予权，1988 年首批获得国家重点二级学科；同年清华大学建筑学院成立，下设城市规划系至今。2011年城乡规划专业成为一级学科，同年清华大学设立城乡规划专业本科。2012 年在教育部学科评估中清华大学城乡规划名列全国第一。
城市规划系主要承担城乡规划一级学科的教学和科研工作，重视以服务国家发展为办学目标，紧密围绕世界城乡建设的重大关键课题，依托清华多学科门类相融贯的丰厚教学资源与学科交叉基础，贯彻科学与艺术、理工与人文相结合的教学理念，重视建筑与城市设计、规划理论与实践的综合培养，形成以人居环境科学为指导的整体学科框架。
截止2015年底，城市规划系共有在职教师33人，相关机构包括8个所/中心/实验室（清华大学建筑与城市研究所、清华大学人居环境研究中心、首都区域空间规划研究北京市重点实验室、住宅与社区研究所、生态规划与绿色建筑教育部重点实验室、空间信息技术国家文物局重点科研基地、城市规划建设与管理北京市高校重点学科群建设工作站、清华大学人居信息实验室），1个工程实践平台（清控人居建设集团）和3个学术期刊编辑部（《China City Planning Review》编辑部、《城市与区域规划研究》编辑部、《生态城市与绿色建筑》编辑部）。
清华大学的风景园林教育始于1951年清华大学营建系和北京农业大学、北京市政府建设局合办的“造园组”，是中国第一个完整的风景园林学科。2003年清华大学建筑学院成立景观学系，聘请美国艺术与科学院院士、哈佛大学景观系前系主任、宾夕法尼亚大学Laurie Olin教授担任首任系主任，杨锐教授为常务副系主任。2008年起，杨锐教授转任系主任至今。
目前，清华风景园林教育以“东西融通、新旧合治”为核心理念，以培养中国风景园林规划、设计、管理、研究和教育方面的领导型人才为目标，形成了学术底蕴深厚、理论实践并重、学科交叉融贯、国际交往密切的办学特色。
2017年，65年后清华大学重新开始招收风景园林专业本科生。同年风景园林学成为清华大学双一流学科之一，并在年底第四轮全国学科评估中，获得A+的好成绩。截至2017年底，景观学系共有师资12人，其中在职教师10人，博士后2人，设6个研究方向，即：风景园林历史与理论、园林与景观设计、地景规划与生态修复、风景园林遗产保护、风景园林植物应用、风景园林技术科学等。
清华大学建筑学院的建筑技术科学系成立于2000年，由建筑学一级学科下的建筑物理和建筑技术两个二级学科、土木工程一级学科下的市政工程和暖通空调工程两个二级学科、工程热物理学科下的制冷工程二级学科共五个二级学科组合而成，目前已形成以院士、长江学者、杰出青年基金获得者、北京市教学名师、教育部新世纪人才、全国百篇优秀博士论文获得者、北京市科技新星为核心的教师团队，截至2015年有在职教师27人，建筑技术专业8人，建筑环境与能源应用工程专业20人，主要承担上述学科的教学和科研工作，特别是硕士生和博士生培养，以及建筑环境与能源应用工程专业的本科生培养，在国内的建筑节能、绿色建筑、建筑环境品质等研究领域处于引领地位，并已跻身国际一流。此外，建筑技术科学系创办并主办了SCI和EI收录的国际学术期刊Building Simulation以及中文学术期刊《生态城市与绿色建筑》，主持清华大学教育部建筑节能研究中心、室内空气质量评价和控制北京市重点实验室、清华﹣太古地产绿色建筑联合研究中心。2015年入选国家自然科学基金委“创新研究群体”。
