传热强化与过程节能教育部重点实验室成立于2000年8月17日。其前身是原国家教委1994年1月批准成立的传热与节能国家教委开放研究实验室。2001年8月重点实验室的扩建报告经教育部批准，形成以华南理工大学为主体，有清华大学、北京工业大学参加的联合实验室。2007年9月与2012年9月重点实验室二次顺利通过了教育部的评估，延续了华南理工大学、北京工业大学联合共建的形式，并于2018年9月再次顺利通过教育部评估。传热强化与过程节能教育部重点实验室以工程科学应用基础研究为主，其研究目标是结合我国能源与化工的发展需要，开展工程热物理、热力学、传递过程与能量利用系统工程的基础理论研究，开发适合我国国情的节能新技术。
本重点实验室的定位为：以工程科学应用基础研究为主，聚集节能和传热领域的优秀专家，培养高层次、高素质的创新型研究人才；研究和解决我国能源利用领域和过程工业、新兴产业与传热和节能有关的重大基础理论问题，揭示热质传递机理和能量转换规律，开发适合我国国情的能源高效利用和节能新技术；提升我国相关领域的国际地位。
作为我国最早从事“传热强化”的基地之一和“传热强化与过程节能领域”第一个教育部重点实验室，本重点实验室整体处于国内领先和先进水平。一直以来在过程工业如炼油、化工、石化等节能方面享有很高的声誉，承担了我国节能领域第一个973项目(首席科学家:华贲、过增元)；近年在可再生能源和天然气利用等方向也具特色和优势。依托华南理工大学化学工程全国重点学科和能源高效利用985国家级平台，大大提升了我国在这一领域内的科研创新能力和竞争力。实验室已发展成为我国传热和节能领域内主要的实验基地、研究基地和人才培养基地。
本重点实验室是华南理工大学化学工程国家重点学科和北京工业大学热能工程北京市重点学科的重要支撑和人才培养基地，是985和211建设的重要内容，仪器设备总价值超过8000万元，其中价值10万以上的设备220台；近5年来，实验室围绕国家经济建设和粤港澳大湾区发展的战略需求，围绕传热强化与能量系统优化集成等领域开展相关研发，已取得积极进展。承担了包括国家重点研究计划、国家基金重点项目在内的一批重大、重点项目；在节能领域产生了多项具有较高理论水平和应用水平的原创性成果，相关成果得到了工程应用，取得了显著的经济和社会效益。同时，实验室还十分重视其国际影响力的建设，主持和承担了多项国家级的国际合作与交流项目；汇聚了由10名国内外领军人才带领的62名固定研究人员的队伍，包括杰出青年基金获得者 3 人，优青6人。