1.自动化（国家级特色专业，2007，A++本科专业）
2.测控技术与仪器（国家级特色专业，2008，与机械学院共同组建）
3.物流系统工程（国家级特色专业，2008，与管理学院共同组建）
2013年以后专业设置如下：
本科专业按大类招生，为自动化大类，高年级施行专业分流，具体方案为：
自动化A方向（电力与电机控制方向），对应于自动控制系暨研究所控制理论与控制工程（双控）领域；
自动化B方向（过程控制方向），对应于原过程控制研究所（现隶属于自动控制系）研究方向；
自动化C方向（系统工程方向），对应于系统科学与工程系研究方向；
自动化D方向（模式识别与智能系统、导航制导与控制方向），对应于原华中科技大学图像处理与人工智能研究所和原控制科学与工程系智能科学研究所的研究方向，现在由智能科学与技术系暨研究所与飞行器导航制导系暨研究所联合负责培养。
测控技术与仪器专业，对应于测量科学与仪器系暨研究所研究方向；
物流系统工程专业，在高年级与自动化C方向统一。
自动化学院前身控制科学与工程系有近四十年办学历史，在国内控制学科和系统工程学科享有较高声誉。2007年控制科学与工程一级学科被教育部认定为国家一级重点学科，控制科学与工程学科在教育部一级学科2012年评估中名列全国第七。设有4个工学博士、硕士点（控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、系统工程、模式识别与智能系统），1个理学博士点、硕士点（系统分析与集成），设有控制科学与工程博士后流动站；设有自动化、测控技术与仪器和物流系统工程等3个本科专业；设有控制工程、物流工程、项目管理等专业学位硕士专业。设有七个研究所和一个研究中心：系统工程研究所、智能与控制工程研究所、自动化研究所、控制与信息技术研究所、测控技术与系统研究所、控制理论研究所、系统科学研究所、非线性与复杂系统研究中心。科学研究工作主要涉及复杂系统控制理论，决策分析与决策支持，电力电子与运动控制，控制与智能机器人，计算机集成控制与网络技术，信息检测与识别，飞行器控制与状态监测，生物信息处理，神经接口与康复技术，物流自动化与物流系统信息化，国民经济动员与公共安全等方向。设有图像信息处理与智能控制教育部重点实验室、国家国民经济动员仿真演练研究中心等基地。。
