轮机工程专业的研究生方向主要分为两类，对口专业与临近专业。

第一类是对口专业方向，具体指的是轮机工程领域。这一方向主要研究船舶上各类机电设备和动力装置的制造、运营、维护与检修。旨在培养具备轮机工程领域基础理论、专业知识和技能的高水平人才，这些人才能够胜任该领域内的规划设计、技术开发、运行管理或科研工作。

第二类是临近专业方向，包括船舶与海洋工程。船舶与海洋工程是轮机工程的上级学科，涉及水动力学、结构力学、建造工艺力学等基础理论的应用。该专业培养的学生毕业后多在海洋运输类企业工作，能将所学知识应用于船舶与海洋结构物的设计、制造、轮机工程、水声工程、海洋工程等领域。