مهندسی تحلیل سیستم ها نسبت به سایر گرایش های مهندسی صنایع به بررسی جامع تر و کلان تر پروژه ها و سیستم ها می پردازد. گرایش برنامه ریزی و تحلیل سیستم ها تاحدودی جنبه نرم افزاری داشته و بیشتر به ارائه ی راهکارهای سیستماتیک می پردازد. هدف این گرایش تربیت کارشناسانی است که بتوانند با بهره گیری از روشهای جدید و سیستماتیک و مدلهای ریاضی، مسائل واحدهای صنعتی را تجزیه و تحلیل نموده و بیشترین رهنمودها را برای استفاده از منابع موجود ارائه بدهند. مهندس تحلیل سیستمها اطلاعات جمع آوری شده را با استفاده از نرم افزارهای مختلف ومدل های ریاضی تجزیه و تحلیل نموده و موارد بدست آمده را تنظیم و ثبت می کند و در اختیار واحدهای مختلف قرار می دهد. به این ترتیب سیستم ها را از نظر مدیریت زمانی(زمان سنجی) بهبود بخشیده، تقسیم کار را به بهترین نحو بین نیروی انسانی و ماشین آلات انجام می دهد تا بیکاری در سیستم ها کاهش یابد (در مورد ماشین آلات به بررسی وثبت نواقص، ضعف قطعات و علت از کارافتادگی آنها می پردازد) خط تولید را موازنه کرده ونقاط گلوگاهی را مشخص می نماید تا خروجی با حداقل هزینه، بهبود یافته و بالانس شود.
برنامه ریزی حمل و نقل، اصول شبیه سازی، تحلیل سیستم ها، کاربرد کامپیوتر در مهندسی صنایع، اصول مدیریت و تئوری سازمان ، سیستم های اطلاعاتی از مهمترین دروس تخصصی گرایش برنامه ریزی و تحلیل سیستم ها هستند.