工業工程系設有三個研究所，涵蓋了工業工程的核心領域，分別是：

? 運籌學與數據科學研究所

運籌學與數據科學研究所擅長運用數據科學的方法從海量數據中獲得洞察（insights），再運用運籌學的方法基于這些洞察幫助政府和企業實現最優決策。經過近二十年的發展，研究所已發展成運籌學和數據科學領域的高水平研究基地、高層次人才培養基地和國際化學術交流基地。

運籌學起源于第二次世界大戰期間的軍事應用，其后被廣泛地應用于生產制造、物流與供應鏈管理、交通運輸、醫療服務與運作、能源等領域。它運用數學建模、優化算法、統計分析等手段幫助人們做出科學決策。數據科學是最近十年興起的交叉學科，它的目的是從數據中挖掘有價值的信息，也即洞察。它涉及數據的獲取、存儲、清洗、分析及呈現，采用的方法來自多個學科，譬如數學、計算機科學、統計學等。運籌學與數據科學相輔相成，有機融合，共同為實現最優決策服務。

? 系統運作與數字化管理研究所

系統運作與數字化管理研究所致力于各類系統的高效運作，基于現代管理理念、優化方法、信息技術以及最新的數據分析、建模與學習方法，挖掘和提升數字化管理的效益。主要研究與應用領域包括數字化制造、物流與供應鏈管理、生產系統設計與分析、計劃與調度、質量管理與控制、宏觀質量政策、可靠性工程與管理、機器學習與大數據分析、復雜系統工程、醫療衛生服務系統運作管理、企業集成與信息化等。

? 人因工程與智能交互研究所

人因工程與智能交互研究所致力于研究人與技術產品及系統的交互，旨在提升系統的綜合效能，改善用戶體驗，保障人員健康與系統安全，最終提升社會福祉和公平。研究所從人的生理、心理及社會屬性出發，關注人與軟硬件系統以及環境之間的交互，為各領域中的產品、作業、環境和系統（包括智能系統）的設計與評估提供科學依據、指導原則和工具方法。主要研究領域包括人的建模與認知工程、人機交互、工效學產品設計、安全與健康等。