同济大学建筑工程系包含以下六个学科群：
其中，(1)~(4)统称为结构工程学科，是国家重点学科。
钢结构是现代土木工程的重要结构形式，随着我国钢产量跃居世界首位而日益得到越来越广泛地应用。本学科在该主要研究方向重点坚持了以下五个方面的研究：
(1) 框架体系分析理论与计算机辅助设计；
(2) 抗火计算与设计理论研究；
(3) 轻型钢结构研究；
(4) 钢管结构节点受力性能研究；
(5) 高耸结构研究。
混凝土结构是土木工程结构的主要结构形式。本学科在该主要研究方向重点坚持了以下四个方面的研究：
(1) 混凝土结构非线性分析基本理论研究；
(2) 高性能混凝土结构抗灾性能研究；
(3) 预应力混凝土结构抗灾性能与设计理论研究；
(4) 再生混凝土结构基本性能与设计理论研究。
我国是多地震国家，主要的大中城市大都位于地震区，新中国成立初期在唐山地震中遭受了巨大的人员伤亡和财产损失。由于至今为止人类仍难以对地震作出预测，因此工程结构抗震一直是我国土木工程防灾最重要的研究方向之一。本学科在该主要研究方向重点坚持了以下四个方面的研究：
(1) 高层建筑钢——混凝土混合结构抗震计算与设计理论；
(2) 超限高层建筑结构抗震研究 ；
(3) 结构抗震模型试验理论与实用技术研究；
(4) 钢结构考虑损伤积累及裂纹效应的抗震分析方法研究。
我国目前仍处于大规模建设时期，然而新中国成立以来，特别是改革开放以来大量的土建项目开始或即将遇到一个严峻的问题——结构耐久性问题，这个困扰了世界上发达国家多年的问题会给国民经济带来极大的负担，为此“结构全寿命设计与维护” 成为国际上新的研究热点问题。本学科敏锐地抓住这一历史使命与挑战，形成了本学科一个新的主要研究方向。本方向着重开展了以下六个方面的研究：
(1)施工阶段混凝土结构的性能分析；
(2)环境作用下混凝土结构的性能退化；
(3)结构损伤与倒塌反应分析；
(4)结构的耐久性设计方法；
(5)既有结构的可靠性评估与寿命预测；
(6)既有结构的加固与改造。
土木工程施工是土木工程建设的重要环节，直接关系到土建项目的质量和人员安全。经过多年的大规模工程建设，我国形成了非常雄厚的土建施工力量，但普遍存在科技含量较低的问题，进入建设市场显著国际化的二十一世纪以后，在国际竞争中面临严重的技术壁垒。本学科针对这一问题，利用长期以来在土木工程施工方向的深厚积累，着重开展了以下五个方面的研究：
(1)超高层结构施工模板脚手架动力特性研究；
(2)超深开挖面地下连续墙受力特性研究；
(3)深水施工平台的结构受力分析；
(4)大型水利工程坝体基础工程施工技术；
(5)钢结构施工与检测技术。
膜结构和索结构是世界上发展最为迅速的新型空间结构体系，因其造型美丽且高效经济，在我国工程建设中得以快速、广泛地推广应用。本学科在土木工程计算机仿真方向重点抓住膜、索结构这两项新技术，开展了以下两个方面的研究：
(1) 膜结构的技术体系：计算理论、设计软件、检测原理及仪器；
(2) 建筑索结构的计算方法、设计理论和CAD软件。