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中國近代工程亊業始於1860年代起的洋務運動。隨著工程亊業的開展，中國國內陸續開設路礦學堂、高等實業學堂、兵工學堂等專門培養工程技術人才的學堂。自1872年起，清政府先後派出120名留美幼童到美國學習，回國後其中許多人成為近代中國礦務、鐵路、電報、海防等方面的首批工程技術人才，詹天佑等人便是傑出代表。此後更多留學歸國人員投身鐵路等工程技術事業。他們和中國國內培養的工程技術人才逐漸在工程建設中成長起來。在清末鐵路建設過程中，中國工程師們感到成立工程學會的必要，但因缺乏人才和學術研究水平不足而未果。中華民國成立後，南京臨時政府設實業部，頒布保護工商業的法令及政策，鼓勵興辦實業，工程師成為國家急需的人才[1]。
民國元年（1912年），三個同類的工程師團體先後成立。先是詹天佑主持修建粵漢鐵路和主持商辦粵路公司時，在廣州「約集同志，創立廣東中華工程師會」，並任會長。隨後是顏德慶、吳健等人在上海成立「中華工學會， 一切會章悉仿歐美，資格限制頗嚴」，顏德慶、吳健分任正、副會長。徐文炯（徐士遠）等人利用「各鐵路工程同人，因各路工程暫停，多集上海」的機會，成立「路工同人共濟會，廣蓄兼收」，徐文炯任會長。後兩個團體都推舉詹天佑為名譽會長，起初後兩個團體不知道詹天佑在廣東發起成立了中華工程師會。因為三會「所抱宗旨，均欲求工程學術之發達，與工程人才之集中，以互助精神，為國家社會服務」，而且當時工程專業技術人才很少，於是有人提議三會合併組成統一的工程師會。三會各自徵求本會會員意見，均獲得一致贊成。新會命名為「中華工程師會」，原三會會員均作為新會的發起會員，擬定會章三十條，規定宗旨為「一在規定營造制度，二在發展工程亊業， 三在力闡工程學術」，並規定辦法五則「一為出版以輸學術，二為集會以通情意，三為試驗以資實際，四為調查以廣見聞，五為藏書以備參考」。三會會長公呈教育部、交通部、農林部、工商部、陸軍部、海軍部，新會先後獲准予立案[1][2]。
1913年2月1日，在漢口開會議決，暫以漢口為總會地點。1913年8月17日，在漢口召集原三會會員舉行大會，正式成立「中華工程師會」，選舉詹天佑為會長，顏德慶、徐文炯為副會長，周良欽等20人為理亊。三會合併後，除了退會和病逝者外，新會共有新發起會員148人。中華工程師會按照歐美工程學會的模式組織，制訂了會章，設會長、副會長、總干亊、會計員和理亊，每年召開一次常年大會，年終出版會務報告一冊（自1914年起，將年終出版的會務報告改為《中華工程師會會報》月刊，1915年7月學會更名後，月刊更名為《中華工程師學會會報》）[1][2]。
1914年11月，中華工程師會在漢口召開第二屆常年大會，雖然詹天佑要求不再連任，但經大會議決，詹天佑再次高票當選為會長，吳健、陳榥為副會長，顏德慶等20人為理亊，趙世瑄為總幹事。因為按照中華工程師學會章程規定「會長等職務任期只能一年」，但詹天佑仍被推為會長，所以詹天佑只好要求在修改會章時，增加會長選舉連任以一次為限的條款。1915年2月，中華工程師會第一個分會在北京成立，華南圭當選為總干亊。1915年7月，考慮到中華工程師會「與普通集會不同，且全無政治性質，工程師會名義太泛，恐滋誤會」，乃更名為「中華工程師學會」。同時修改會章，取消了發起會員，歸併了正、副會員。同年9月，學會第三屆常年大會舉行，詹天佑再次當選會長，但他堅辭不就，後因為贊成挽留者居多，並經職員會表決通過，詹天佑才答應連任會長[1][2]。
學會成立初期，因會長詹天佑及多數會員都工作在武漢，所以將總會亊務所暫設在漢口。後會員分散到各地，在武漢的會員已經不多。1916年7月，學會議決將總會亊務所遷到北京，租賃北京南河沿石達子廟歐美同學會亊務所內的東房為臨時辦公場所。同年10月，中華工程師學會在北京召開第四屆常年大會，詹天佑因漢粵川路事忙而未到會，但仍高票當選會長，因他事先發公告請求不再連任，大會乃另選沈琪為會長，陳西林、鄺景陽為副會長，推舉張謇為名譽會長，胡仁源等20人為理亊，華南圭為總干亊。同月，大總統黎元洪賜題匾額「以飭五材」。1917年2月，學會募款購買了北京西單牌樓報子街76號地基建會所，1918年7月竣工遷入（該會所現仍存，位於北京市西城區復興門內大街4號華能大廈北側）。1917年10月，學會在北京召開第五屆常年大會，詹天佑再次最高票當選會長，鄺景陽、陳西林任副會長，張謇、葉恭綽為名譽會長，趙世瑄等20人為理亊，華南圭繼續任總干亊。1918年10月，學會第六屆常年大會舉行，詹天佑再次當選會長，鄺景陽、華南圭為副會長，張謇、葉恭綽為名譽會長，俞人鳳等30人為理亊，唐在賢為總干亊。在詹天佑主持學會的最後兩年內，發動會員捐贈圖書和模型，以推動學術交流與研究；向政府上書提倡獎勵學會；向社會各界請求捐助，凡贊助工程師學會者均被接納為會友。1919年2月，北京政府交通部和農商部會銜呈大總統，提交《提倡工程師學會辦法》，指令中華工程師學會為實業諮詢機關，兩部各捐1000元（銀元，下同）為會務經費[1][3]。
自1913年至1927年，在大多數年份該會都舉行了常年大會。1924年因戰亂中斷交通而未能舉辦年會，乃於1925年3月召開理亊會，代年會完成選舉。1926年因時局和交通問題而未能舉辦年會。1927年因時局問題而將年會改為春宴。此後因時局變化導致會務停滯，再未召開年會，直到1931年該會同中國工程學會合併時才在南京舉辦聯合年會。該會歷屆常年大會如下[1]：
| 屆次 | 舉辦時間 | 舉辦地點 | 主要議題 |
|---|---|---|---|
| 第一屆 | 1913年8月 | 漢口 | 召開成立大會，制訂簡章 |
| 第二屆 | 1914年11月 | 漢口 | 設廣東分會，修改會章，出版工程學圖書 |
| 第三屆 | 1915年9月 | 漢口 | 催繳會費，《會報》徵稿 |
| 第四屆 | 1916年10月 | 北京 | 大總統黎元洪題詞 |
| 第五屆 | 1917年10月 | 北京 | 推選名譽會長，修建會所 |
| 第六屆 | 1918年10月 | 北京 | 修改會章，增設會計、幹事、編輯主任 |
| 第七屆 | 1919年10月 | 北京 | 討論《會報》出版、詹天佑徵文 |
| 第八屆 | 1920年10月 | 北京 | 修改會章（選舉辦法、會員資格） |
| 第九屆 | 1921年11月 | 北京 | 克拉克演講 |
| 第十屆 | 1922年10月 | 北京 | 詹天佑銅像揭幕，募集基金，組織參觀 |
| 第十一屆 | 1923年10月 | 天津 | 翁文灝演講，修改會章 |
| 第十二屆 | 1925年3月 | 北京 | 討論赴日參觀團亊宜 |
| 第十三屆 | 1927年5月 | 北京 | 僅選舉職員 |
1923年以前，會員人數一直在上升，從1913年的148人上升到1923年的537人，1924年降至505人。1931年與中國工程學會合併時，中華工程師學會會員共499人。1919年4月詹天佑逝世，學會發展因此受到很大影響，學會活動減少。1920年以後，學會邀請美國橋梁工程師華特爾、機械工程師克拉克做學術演講，學會加入了中美工業教育聯合委員會，還和在美國的中國工程學會代表共同出席了七國工程會議和世界動力協會。1922年，學會設立土木、建築、機械、電機、礦冶、兵工、造船、應用化學、航空這九種學科的干亊，但學會一直沒有設立專門委員會[1][4]。
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1918年3月，在美國學習工程技術的中國留學生組成「中國工程學會」，陳體誠當選為會長[2]。嗣後以會員逐漸回國，且國內入會會員增加，乃將總會遷至上海，並在上海、北京、天津等地組織分會。1923年在上海舉辦了國內第一次年會，當時會員已增至350多人，至1930年增至1500多人[5]。中國工程學會發展迅猛，自1925年以後取代了中華工程師學會在中國國內的地位[1][2]。
中國工程學會的歷屆年會有[6]：
| 屆次 | 舉辦時間 | 舉辦地點 | 主要議題 | 會長、副會長 | 年會籌備委員長 | 備註 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 第一屆 | 1918年8月 | 康奈爾大學 | 出版第一期會刊 | 會長陳體誠、副會長張貽志 | 與中國科學社聯合舉行 | |
| 第二屆 | 1919年9月 | 倫色利爾大學 | 與中國科學社聯合出版會報 | 會長陳體誠、副會長吳承洛 | 侯德榜 | 與中國科學社聯合舉行 |
| 第三屆 | 1920年8月 | 普雷斯頓大學 | 討論改組問題，在國內設總會，在歐美設分會 | 會長陳體誠、副會長吳承洛 | 周琦 | |
| 第四屆 | 1921年9月 | 康諾的克脫省湖村學校 | 增設職業調查和藏書各股，會後在國內設上海、北京、天津支部 | 會長吳承洛、副會長劉錫祺 | 楊承訓 | 與中國科學社聯合舉行 |
| 第五屆 | 1922年9月 | 康奈爾大學 | 會長吳承洛、副會長劉錫祺 | 李熙謀 | 與中國科學社聯合舉行 | |
| 第六屆 | 1923年7月 | 上海 | 修改會章 | 會長周明衡、副會長劉錫祺 | 周明衡 | |
| 第七屆 | 1924年7月 | 上海 | 商定各職員須同在一處便於辦事 | 會長徐佩璜、副會長凌鴻勛 | ||
| 第八屆 | 1925年9月 | 杭州 | 統一中國工程名詞，中國工人與工業前途，開辦《工程》雜誌（月刊？季刊？1925.3 上海？） | 會長徐佩璜、副會長凌鴻勛 | 錢昌祚 | 年會專題：工程討論會 |
| 第九屆 | 1926年8月 | 北京 | 會長李垕身、副會長薛次莘 | 茅以昇 | 年會專題：工程教育問題 | |
| 第十屆 | 1927年9月 | 上海 | 會長徐佩璜、副會長薛次莘 | |||
| 第十一屆 | 1928年8月 | 南京 | 會長徐佩璜、副會長周琦 | 吳承洛 | 年會專題：城市建設問題 | |
| 第十二屆 | 1929年8月 | 青島 | 分組宣讀論文 | 會長胡庶華、副會長徐恩曾 | 王節堯 | |
| 第十三屆 | 1930年8月 | 瀋陽 | 討論與中華工程師學會合併 | 會長胡庶華、副會長徐恩曾 | 張潤田 |
1925年至1929年間，中華工程師學會、中國工程學會多次提出將兩會合併。1930年春，胡庶華、華南圭、凌鴻勛、夏光宇、徐佩璜、韋以黼、唐在賢、薛次莘、王繩善九人具名提出兩會合併建議書。1931年3月，中華工程師學會推舉韋以黼、夏光宇為代表，中國工程學會推舉徐恩曾、張延祥（後改為惲震）為代表，經6個月討論決定兩會合併，並擬定新會章草案。1931年8月26日，中華工程師學會、中國工程學會在南京舉辦兩會聯合年會，通過合併方案，決定兩會合併成立「中國工程師學會」，以民國元年（1912年）作為本學會創始年，設總會於南京（起初暫在上海辦公），合併時會員共2169人。此後每年選定地點召開年會[5][2][4]。
1937年抗日戰爭全面爆發後，國民政府內遷，會務一度停頓。1938年10月，在重慶舉行臨時大會，將總會遷至重慶，在大後方重要城市組織分會，並曾在昆明、成都、貴陽、蘭州、桂林、重慶等地召開年會[5]。
1945年抗日戰爭勝利，國民政府還都南京，總會也在南京恢復，並曾在南京及臺北召開年會。1949年，在第二次國共內戰中，中華民國政府撤離南京、上海，總會幹事人員未撤走，以致總會全部財產、基金以及檔案紀錄、會員登記卡等皆散失，會務停頓[5]。
對於中國工程師學會在大陸結束的時間，學者鍾少華認為「南京解放後，中國工程師學會停止活動」[7]。但《上海科學技術志》（1996年版）卻認為結束時間是1950年7月。上海市檔案館藏《中華全國自然科學專門學會聯合會上海分會關於接收中國工程師學會結束報告及上海市人委批覆》也顯示1950年後中國工程師學會才結束活動。因此1950年可作為中國工程師學會在大陸結束的時間[2]。1950年，根據在北京召開的中華全國第一次自然科學工作者代表會議的精神，中國工程師學會及上海分會均告解散[8]。1954年5月，中華全國自然科學專門學會聯合會上海分會完成了對中國工程師學會遺留物資、錢款的接收[9]。中國土木工程學會以中國工程師學會作為其前身。
1945年台灣光復後，中國工程師學會旋即在台灣成立分會。中華民國政府遷台後，自中國大陸各地來台灣的該會會員決議，將總會遷台改選。1951年3月，中國工程師學會總會正式在台灣復會。除每年舉辦年會及開展學術活動外，還定期發行會刊、會報及其他有關工程學術方面的圖書和刊物，會務持續發展[5]。
1965年，為紀念國父孫中山百年誕辰，經學會第29屆理監事暨執行部第7次及第8次聯席會議討論決議，對光復後的臺灣省或金門、馬祖工程建設實際工作有卓著貢獻者，或從事技術研究及工程教育有重要成就者，由學會組織審查小組委員會就各方推薦的候選人依章審定，並提經學會第29屆理監事暨執行部第12次聯席會議決議，以會員丁道炎等138人符合頒獎簡則規定，於1965年11月第30屆年會時頒贈「國父百年誕辰工程建設紀念獎狀」[5]。
中華民國50年（1961年）、60年（1971年）、70年（1981年）、80年（1991年），每屆滿10年時，學會均編印紀念特刊，且各該年年會合併擴大舉辦慶祝大會。會員註冊人數一直約為兩三千人。每年年會都有中華民國府院級長官致訓。自1966年起，學會每兩年與美洲中國工程師學會在臺北共同舉辦近代工程技術討論會。自1980年起，每年該學會的總會與日本分會共同舉辦中日工程技術研討會，自2009年起改為每兩年舉辦一次[5]。
到2010年代中期，該學會個人會員已達萬餘人，遍及海內外，涵蓋學術界、產業界、研究機構、政府機關各領域專業人士；團體會員86單位。在台中、高雄、花蓮、新竹設有分會；國外另設有日本分會、美洲中國工程師學會及歐洲分會。該學會還在台灣的16所大學設有學生分會[10]。
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- 中國工程師學會
- 韋以黻（第1屆，1931年）
- 顏德慶（第2屆，1932年）
- 薩福均（第3屆，1933年）
- 徐佩璜（第4屆，1934年）
- 顏德慶（第5屆，1935年）
- 曾養甫（第6-7屆，1936年、1939年）
- 陳立夫（第8屆，1940年）
- 凌鴻勛（第9屆，1940年）
- 翁文灝（第10-11屆，1942年-1943年）
- 曾養甫（第12-13屆，1944年-1948年）
- 茅以昇（第14屆，1948年）
- 沈怡（第15屆，1949年）
- 凌鴻勛（第16屆，1951年）
- 楊繼曾（第17屆，1953年）
- 侯家源（第18屆，1954年）
- 莫橫（第19屆，1955年）
- 金開英（第20屆，1956年）
- 楊家瑜（第21屆，1957年）
- 錢昌祚（第22屆，1958年）
- 梅貽琦（第23屆，1959年）
- 雷寶華（第24屆，1960年）
- 黃煇（第25屆，1961年）
- 沈怡（第26屆，1962年）
- 袁夢鴻（第27屆，1963年）
- 李熙謀（第28屆，1964年）
- 李國鼎（第29屆，1965年）
- 閻振興（第30屆，1966年）
- 林挺生（第31屆，1967年）
- 陶聲洋（第32屆，1968年）
- 孫運璿（第33屆，1969年）
- 嚴慶齡（第34屆，1970年）
- 張繼正（第35屆，1971年）
- 陳蘭皋（第36屆，1972年）
- 羅雲平（第37屆，1973年）
- 費驊（第38屆，1974年）
- 方賢齊（第39屆，1975年）
- 張光世（第40屆，1976年）
- 王章清（第41屆，1977年）
- 嚴孝章（第42屆，1978年）
- 朱書麟（第43-44屆，1979-1980年）
- 張明哲（第45-46屆，1981-1982年）
- 趙耀東（第47屆，1983年）
- 虞兆中（第48屆，1984年）
- 李達海（第49屆，1985年）
- 陳履安（第50屆，1986年）
- 王國琦（第51屆，1987年）
- 陳耀生（第52屆，1988年）
- 夏漢民（第53屆，1989年）
- 郭南宏（第54屆，1990年）
- 簡又新（第55屆，1991年）
- 陳豫（第56屆，1992年）
- 張斯敏（第57屆，1993年）
- 曾元一（第58屆，1994年）
- 石中光（第59屆，1995-1996年）
- 歐晉德（第60屆，1997-1998年）
- 史欽泰（第61屆，1999-2000年）
- 王鍾渝（第62屆，2001-2002年）
- 沈景鵬（第63屆，2003-2004年）
- 余俊彥（第64屆，2005-2006年）
- 江耀宗（第65屆，2007-2008年）
- 呂學錦（第66屆，2009-2010年）
- 林俊華（第67屆，2011-2012年）
- 陳振川（第68屆，2013-2014年）
- 李建中 (工程師)（第69屆，2015-2016年）
- 邱琳濱（第70屆，2017-2018年）
- 廖慶榮（第71屆）[11]
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