本学は科学技術の基礎及び応用研究だけでなく、人文社会科学の研究にも力を入れています。学内の学術機関はそれぞれ独自のプロジェクトに基づいて研究を進めていますが、主要な長期プロジェクトに関しては学際的な研究センターがその指揮を執り、研究の質向上に努めています。

基礎研究に対しては、行政院国家科学委員会（NSC）から年間5億5千万台湾ドルを超える助成金が支給されています。なお、清華大学は他大学を凌ぐ研究成果を収めており、教授の研究業績発表（年間1人当たり平均）は台湾でトップの座を占めています。

本学はまた、国家科学委員会優秀研究賞の受賞数が国内第一位となっています。応用研究の分野においては、様々な政府機関や企業から約3億台湾ドルに上る助成金を受けおり、研究成果の中には商業的価値を生み出すものもあります。

学内に設立されている研究センターには、（１）原子科学技術発展センター；（２）物質材料科学研究センター；（３）バイオテクノロジー研究センター；（４）科学機器センターなどがあります。また、大学内における研究統合と工業発展の促進をその目的として、共同職業訓練センターや技術サービスセンターが設置されています。本学は近年、国家科学委員会による支援の下でコンピュータ通信研究開発センターを設立し、コンピュータ・テクノロジーの発展と国家情報通信インフラ（NII）の建設に対応しています。その他、中山科学研究院と密接な協力体制を確立し、自強科学研究センターを通じて国防技術開発にも携わっています。