土木工程三大主要研究方向包括岩土、工业与民用建筑、道路与桥梁。具体涵盖多个专业领域，比如土木工程、结构工程、桥梁工程、地下工程、市政工程、铁道工程、公路工程、建筑材料、地基基础工程、工程测量、建筑学、城市规划、环境艺术设计、园林设计、景观设计、房地产、家具、装饰、房地产营销、物业等。此外，国际上的土木工程还涵盖了水利工程与港湾工程。土木工程的实质是涉及水、土、文化相关的基础建设规划、建造与维修。传统土木工程涵盖道路、水务、渠务、防洪工程及交通等项目，但随着工程科学的发展，许多过去属于土木工程的领域已独立成为专业学科。从狭义上讲，土木工程即指建筑工程（或结构工程）这一领域。