本系創立之初以培育自動控制與資訊人才為宗旨，故初期以「計算與控制工程系」為名。經由紮實的專業訓練和深入的學術研究，為今日的資訊產業、自動化工業與自主化國防奠定基礎。隨著科技的日新月異與產業更替興迭，本系的研究領域亦隨之演化精進。不僅在既有基礎上持續探索鑽研，亦漸次旁及電機工程諸多分支，故本系乃更名為「電機與控制工程系」，以求名實相符。鑒於跨領域的知識整合已成為未來科技進步的動力，近年來本系研究領域亦與電機、機械、交通運輸、腦神經科學與生物醫學等學門相整合，進而鎔鑄陶冶成本系特有之研究風貌。

本系研究領域既深且廣，亦可由下列諸多面向觀察得見。以研究對象的尺度而言，包括自微米(micrometer)等級的微機電系統(MEMS)、類比/數位IC設計、晶片系統(SoC)，到嵌入式系統、微算機系統、無線感測網路，再到整合計算、決策、感知與致動能力的智慧型機器人、智慧型車輛，一直到涵括道路、車輛、乘客與行車資訊等高度複雜的智慧型運輸系統(ITS)。以訊號強度來區分，則包括人體的腦電波、肌電波等生醫訊號分析，聲音、影像的訊號處理，以及電力電子等相關裝置與應用。若以研究主題的完備性而言，自抽象的控制理論與系統分析設計、模糊類神經等學習法則、嵌入式軟體，以及硬體的電路設計與整合系統實現，均包含在本系研究主題內。

本系之發展強調理論與實務並重，傳統與創新兼顧。研究領域之推陳演進亦與近代科技進展之軌跡若合符節，且有其一貫性與完整性。為方便起見，以下將分成三組，概括描述本系之研究領域。