EE专业的研究领域极为广阔，美国的各大高校的EE系的研究方向也有较大的不同。通过对各所院校的EE研究方向的考察，我们将其下属方向归纳为11个主要研究方向。
1、生物工程
EE专业下的生物工程是EE与生物学的交叉分支，旨在运用工程原理去学习和控制生物进程，把数学和物理学的概念引入到药学和生物学中去。以生物传感器为例，这种生物仪器的工作原因是利用生物要素与物理化学检测要素组合在一起对被分析物进行检测，这是EE下的生物工程方向的典型应用。
2、通信与网络
通信与网络是EE专业最为热门的研究方向。通信技术主要包含传输接入、网络交换、移动通信、无线通信、光通信、卫星通信、支撑管理、专网通信等技术，例如现在热门的3G，就是一种移动通信技术。计算机网络则是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件实现网络的硬件、軟件及资源共享和信息传递的系统。简单的说即连接两台或多台计算机进行通信的系统。
3、材料与装置
EE专业下的材料与装置方向与物理、材料科学、化学等广泛交叉。研究的范围涵盖了半导体器件、微电子器件纳米材料等等。从电阻、电容、晶体管到新型功能性器件的制备等，都是其研究的范围。
4、计算机工程
计算机工程是计算机科学与EE的交叉学科，通常是用于设计计算机或大型计算机系统的工程学，主要偏向于计算机硬件方面的研究。日常生活中，小到个人掌上电脑，大至用于控制工业生产线的计算机系统，都属于计算机工程的范畴。
5、信号处理
信号处理研究的是信号在计算机控制、药物分析、电子学等领域的表示、变换和运算，以及它们所包含的信息。信号处理可以用于人类之间，或人与机器之间的沟通与联系;用以探测我们周围的环境，并揭示出那些不易观察到的状态和构造细节，以及用来控制和利用能源与信息。信号处理在诸如语音与数据通信、生物医学工程、声学、声呐、雷达、地震、石油勘探、仪器仪表、机器人、日用电子产品以及其它很多的这样一些广泛的领域内起着关键的作用。
6、系统控制
系统控制的主要学习内容是运用数学和计算机的相关技术对系统和进程进行建模、评估和控制。通过与程序设计、运行维护、数据处理过程、硬件设备等相关的可靠性控制，让系统在运动过程中根据内部和外部的变化而进行调节使系统稳定地保持或达到某种特定的状态实现其运动的目标。
7、电子学与集成电路
集成电路(Integrated Circuit, 通常简称 IC)是指将很多微电子器件电路集成在芯片上的一种高级微电子器件，通常使用硅为基础材料。
8、光学与光子学
该方向同样与物理有着非常紧密的联系，主要研究的内容涵盖光学器件，光纤通信、光网络、激光，全息摄影技术等等。
9、微电子机械系统(MEMS)
微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。它用微电子技术和微加工技术相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。微电子机械系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术，该技术将对未来人类生活产生革命性的影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。
10、电力工程
电力工程主要是处理发电、电力传输、电力网络及相关设备的设计。这些设备包括发电机、变压器、电动机及电力电子等。
11、电磁学
EE专业下的电磁学方向是与物理学交叉的一个分支。与物理学下的电学与磁学领域有着紧密关系。主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学以及他们的应用等等。
