2003年9月，上海海事大學交通運輸工程一級學科下所屬二級學科之一的載運工具運用工程獲博士學位授予權。目前，該學科是上海市重點學科，其一級學科交通運輸工程是上海市教委一流學科。學科研究方向包括：船舶運行品質、智能船舶、海上交通事故調查和分析、交通物流系統工程與管理、海洋工程系統安全科學與技術等。

學科現有教授17人（其中博士生導師8人），副教授31人，擁有一支高學歷、知識和年齡結構合理的高素質教學和科研隊伍。其中，學科博士生導師肖英杰教授領銜的“港航工程通航安全與風險評估”科研團隊每年承擔了超過30項港航企業委托的課題，將大量安全與風險控制理論應用于科研實踐中，借助我校自行研制的具有世界級先進水平的航海模擬器平臺，為我國港航工程通航安全與風險控制、方案優化，應急預案設計等領域做出了巨大貢獻。學科博士生導師施朝健教授領銜的“航海模擬器”科研團隊將虛擬現實技術應用航海教育和培訓領域，自主研發了航海模擬器、電子海圖模擬器（獲得挪威船級社認證）以及雷達模擬器等產品，在國內受到廣泛認可，成功推廣到40多所航海院校，為我國航海教育做出了突出的貢獻。學科博士生導師金永興教授自2008年起先后擔任國際海事教師聯合會秘書長和主席職務，學科博士生導師施朝健教授自2007年起擔任中國航海學會副秘書長職務。

學科擁有具有世界級先進水平的航海模擬器——木蘭航運仿真中心，擁有電子海圖、船舶通訊導航、危險品、船藝等國內先進的實驗設備及實驗室，擁有2艘大型實習船舶。學科依托國家級航海實驗教學示范中心、教育部“航運仿真技術工程研究中心”和交通部重點實驗室“航運技術與控制工程交通行業重點實驗室”等，不斷加強科研與研究生培養基地建設。

十年來，學科共招收博士研究生49名。近三年，學科有9名博士研究生獲得博士學位，學科的博士生導師、碩士生導師共出版專著和在國內外發表論文156篇（本），完成國家級和省部級課題13項，科研經費超過1億元，在交通運輸領域享有較高聲譽。