本实验室是我国多相流领域唯一的国家重点实验室。实验室自创立以来在历次国家级评估中均位列本学科第一名，1997年3月实验室接受科技部、国家自然科学基金委员会组织的材料与工程科学领域的第一次国家评估，被评为工程热物理与能源利用学科领域内的第一名。2003年、2008年、2013年、2018年连续四次被评为工程领域的优秀实验室，2004年被科技部授予“国家重点实验室计划先进集体”并获金牛奖。

       本实验室以“动力工程及工程热物理”首批国家一级重点学科为依托，以热能工程、动力机械及工程、核能科学与工程等国家二级重点学科为核心支撑，研究领域涉及动力工程及工程热物理、核科学与技术、化学工程与技术、数学、化学、物理等多个一级学科，包括10个传统二级学科和1个本室主导新建的新能源科学与工程二级学科。实验室围绕“多相流科学技术”这一核心主题，与制冷与低温工程、化工及过程机械、计算数学、应用物理学、应用化学、生命科学等学科领域内的多相流理论建模与数值方法、热物理热化学、光物理光化学、生物物理与化学等学科分支有机交叉结合，开展以能源高效开发转化利用与节能减排为目的的过程和系统及其基本现象、基本规律、系统理论和关键技术等研究，已逐步建成一个交叉性强、覆盖面较广、创新突出的研究基地。实验室为国内从事动力工程与工程热物理及相关学科的研究提供了良好的支撑条件，已经成为国家科技创新体系的重要组成部分，是我国开展多相流领域基础和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展高层次学术交流的重要基地。

       实验室的总体定位是：开展化石能源、可再生能源高效洁净开发、转化和利用原理与高性能能源材料、装备和系统设计与安全经济运行中的基础、应用基础理论和关键技术的创新研究。特别注重能源动力工程、石油工程、化学工程、航空航天中的多相流热物理热化学、光/电物理及化学、生物物理及化学的基础理论及规律的研究，并拓展到过程与系统的高度集成创新研究。通过持续努力，争取建成一个国际顶尖的、多功能综合开放性的能源科学基础理论与能源工业核心及关键技术、高新技术等创新研究和一流人才汇集的基地。 

       实验室的总体目标：整合有效资源，构建独具特色的研究平台，吸引国际顶尖学者来室开展能源科学前沿和国民经济重大需求的研究工作，建设一支年龄结构合理的高素质优秀研究队伍；以“多相流”为核心，从多相流科学本质内涵深化与外延拓展出发，突出“共性基础、综合交叉、学科前沿、重大需求”特点，探索能源开发、转化与利用的重大基础理论问题，重视能源转化与利用学科与其它学科的综合交叉创新与集成创新；着重解决本领域中的重大科学问题和关键技术难题，层出不穷地产生引领国际学术前沿研究和产业技术变革性发展的多相流科学技术原创成果；成为本领域内我国乃至国际顶尖的基础与高技术研究的重要基地、高水平一流人才培养和聚集的高地、以及高水平国际合作与交流的中心，为我国能源科技产业的创新驱动发展提供源头支撑。