热质传递是能源转换利用与环境处理单元（过程）中发生的物理学过程和内在机理，也是实现、调节、控制能源使用与转换和环境处理过程的直接手段。阐明其热质传递规律，实现热质传递强化是实现节能减排的瓶颈问题，也是热点问题。
未来，本重点实验室拟进一步在本方向上开展下述方面的基础性研究：（1） 流体流动与热质传递强化原理研究；（2） 新型功能化传递材料制备及其热质传递特性研究；（3）流固界面特性研究与热质传递强化研究。具体在应用领域开展的研究包括：（1）高效低阻换热器强化传热研究。进一步完善发展高效低阻强化传热理论，研制新型换热器如旋流网板支撑的急扩加速流缩放管换热器和螺旋隔板强化管换热器，并将其拓展到制糖、海水淡化、产品干燥、太阳能光热转换等多种领域。（2）微热管与复杂形状微通道内的传热与流动规律研究。研究新型的微热管，振荡热管、环路热管与平板热管，它们具有更加紧凑的结构、更高的热输送能力。（3）以膜全热交换器和中空纤维膜组件为代表的热湿交换通道的共轭传热传质原理研究，和以热湿传递强化为核心的新型室内环境控制过程研究。包括高效透湿膜制备表征，膜式全热交换器与净化器热质交换机理研究，热泵驱动的中空纤维膜液体除湿，多级热泵固体除湿剂与除湿器制备与性能研究。