热能工程专业主要研究如何合理、高效、清洁地利用和转换能源，特别是热能。这一专业涉及多个研究方向，包括但不限于以下几个方面：

工业热设备工程：

研究工业热设备的结构、控制等方面的理论和工程实际问题，改善设备结构和优化操作，开发和研制新型高效节能的工业热设备。

工业热过程理论和技术：

研究工业过程中的流动、传热和传质过程，建立热过程数学模型，为改进工艺、优化工艺参数和开发新工艺提供必要的理论基础。

燃料及其高效清洁燃烧技术：

研究燃料的性质、燃料的改质、燃料的合理燃烧，开发新型高效、低污染的燃烧装置，合理组织炉内的燃烧过程。

工业热能系统工程：

研究工业热设备间、工序间的联系和发展，组织好物流和能流，优化生产过程。从企业整体出发，研究能源结构，合理利用能源并做好余热的利用和回收。

热能动力装置及燃烧过程：

涉及热能动力设备及系统的研发、设计、运行和管理，研究如何高效、安全地将燃料的化学能和其他形式的能量转换为机械能或电能，并应用于各种工业和日常生活领域。

在就业方面，热能工程专业毕业生可以在电力、冶金、建筑、石油、化工等多个领域找到工作机会。他们通常从事热力系统的维护、热力设备的检修及生产管理工作，特别是在大中型火力发电厂、企业自备电厂等领域。热能工程师的工作职责包括设计、开发和维护热能动力系统，进行性能计算和需求分析，为企业提供节能咨询和诊断服务。他们还需要负责设备的安装、验收及调试，并参与相关供应商的评估及采购合同的谈判。

此外，热能工程专业的毕业生还可以在航空航天、舰船、车辆等行业从事动力机械的设计、制造、运行和维修工作，以及在石油、化工、环保等行业从事燃烧设备的设计、制造、运行和调试工作。

综上所述，热能工程专业是一个综合性很强的工程学科，旨在培养具备热能转换和利用方面的高级技术人才，毕业生在多个领域都有广泛的就业机会。