ペンシルバニア大学の工学部・応用科学部は、6つの学科で構成されています。
- バイオエンジニアリング
- 化学・生体分子工学
- コンピュータ・情報科学
- 電気・システム工学
- 材料科学・工学
- 機械工学・応用力学
バイオエンジニアリング科は、ペンシルバニア大学の工学部の中でも最も有名な学科です。 バイオメディカル・エレクトロニック・エンジニアリング（旧称：バイオ電子工学）は、全米の大学・大学院で常にトップ10にランクインしています。S. News & World Report誌では、学部と大学院の両方で常にトップ10にランクインしています。 また、同学部にはジョージ・H・ステファンソン財団教育研究所&バイオメイカースペース（別名：Biomakerspace）があり、学部生から博士課程の学生を育成しています。
1893年に設立された化学・生物分子工学科は、「化学工学の学位を授与するプログラムとしては、アメリカで最も古い歴史を持つ」学科です。
電気・システム工学部は、電気科学、システム科学、ネットワーク・システム、テレコミュニケーションの研究で知られています。
もともと冶金工学部として1946年に設立された材料科学・工学部は、ナノ科学とナノテクノロジー、生体材料、セラミック、ポリマー、金属における最先端のプログラムを含んでいます。「
機械工学および応用力学部門は、1876年に設立された機械・電気工学部門をルーツとしている。 化学・生物分子工学、材料科学・工学、機械工学・応用力学の各学科には、それぞれ1つの学位プログラムがある。
生物工学には2つのプログラム（工学学士号および応用科学学士号）がある。 電気・システム工学は、4つの工学学士プログラムを提供している。 電気工学、システム工学、コンピュータ工学、ネットワーク社会システム工学の4つの工学学士プログラムがあり、後者2つはコンピュータ情報科学（CIS）と共同運営されています。 CIS 部門は、バイオエンジニアリングと同様に、コンピュータと情報科学のプログラムを両方の学士課程で提供しています。 また、CISは、PennDesignと共同で運営されているデジタル・メディア・デザイン（Digital Media Design）のプログラムも有しています。