L’école d’ingénierie et de sciences appliquées de Pennsylvanie est organisée en six départements :
- Bio-ingénierie
- Génie chimique et biomoléculaire
- Science de l’informatique et de l’information
- Génie électrique et des systèmes
- Science et ingénierie des matériaux
- Génie mécanique et mécanique appliquée
Le département de bio-ingénierie de l’école, qui s’appelait à l’origine Biomedical Electronic Engineering, est régulièrement classé parmi les dix premiers, tant au niveau du premier cycle que des études supérieures, par U.S. News & World Report. Le département abrite également le George H. Stephenson Foundation Educational Laboratory & Bio-MakerSpace (alias Biomakerspace) pour la formation des étudiants du premier cycle au doctorat. C’est le seul Bio-MakerSpace de Philadelphie et de Penn, et il est ouvert à la communauté de Penn, encourageant une libre circulation des idées, de la créativité et de l’esprit d’entreprise entre les étudiants en bio-ingénierie et les étudiants de toute l’université.
Fondé en 1893, le département de génie chimique et biomoléculaire est « le plus ancien programme d’Amérique fonctionnant de façon continue et délivrant des diplômes en génie chimique. »
Le département de génie électrique et des systèmes est reconnu pour ses recherches en électroscience, en science des systèmes et en systèmes de réseaux et de télécommunications.
Initialement créé en 1946 en tant qu’école de génie métallurgique, le département de science et de génie des matériaux « comprend des programmes de pointe en nanoscience et nanotechnologie, biomatériaux, céramiques, polymères et métaux. »
Le département de génie mécanique et de mécanique appliquée tire ses racines du département de génie mécanique et électrique, qui a été créé en 1876.
Chaque département abrite un ou plusieurs programmes diplômants. Les départements de génie chimique et biomoléculaire, de science et génie des matériaux et de génie mécanique et mécanique appliquée abritent chacun un seul programme diplômant.
Le génie biologique abrite deux programmes (à la fois un baccalauréat en sciences de l’ingénierie et un baccalauréat en sciences appliquées). Le génie électrique et des systèmes offre quatre programmes de baccalauréat ès sciences en génie : Génie électrique, Génie des systèmes, Génie informatique, et le Génie des systèmes sociaux en réseau, ces deux derniers étant hébergés conjointement avec le département des sciences informatiques et de l’information (CIS). Le département CIS, comme le Bioengineering, offre des programmes d’informatique et de sciences de l’information dans le cadre des deux programmes de baccalauréat. Le CIS abrite également le Digital Media Design, un programme géré conjointement avec PennDesign.