תכניות הלימוד לתואר שני בהנדסת תעשייה וניהול מותאמות לבוגרי תואר ראשון בהנדסת תעשייה וניהול ובתחומים מדעיים משיקים. הלימודים מיועדים להכשיר מובילי פרויקטים טכנולוגיים בתפקידי ניהול צוותים, כמנהלי מחלקות הנדסה וכיועצים ארגוניים בחברות. במהלך הלימודים הסטודנטים רוכשים ידע ומפתחים הבנה בתהליכי קבלת החלטות כלכליות. מעבר להשכלה התיאורטית הסטודנטים מתנסים בהכשרות מעשיות בארגונים תעשייתיים, כך שהם נחשפים בלימודיהם לנושאים כמו יצירתיות טכנולוגית, ניהול יוזמות, מערכות מידע וניהול חשבונות.

לימודי התואר מעמיקים את הידע הדרוש לעיסוק מקצוע זה, תוך התמחות בתחום ממוקד כמו: הנדסת אנוש, הנדסת הייצור, תפעול וניהול של מערכות ייצור, מערכות ייצור משולבות מחשב, תפעול שוטף, חקר שיטות עבודה, חקר זמן ותנועה, ניתוח ארגוני, ארגון שיטות, ניהול איכות, מערכות מידע, ועוד.

במסגרת עבודתו, מהנדס תעשייה וניהול אמון על שיפור הצד התפעולי וההישגי בארגון, תוך כדי ראייה מערכתית של צרכי הארגון יחד עם צרכי ויכולות האנשים העובדים בארגון. מהנדס תעשייה וניהול מודד בכלים מתמטיים את ביצועיו ואת הצלחתו של הארגון יחסית לשוק בו הוא מתחרה. נתונים אלו מאפשרים להציע פתרונות לשיפור ולייעול הן בפן הניהולי והן בדרכי הייצור

תואר שני בהנדסת תעשייה וניהול ניתן לקבל דרך כמה מסלולים אשר בסיומם ניתנות תעודות שונות. המסלול הראשון והנפוץ הוא M.Sc מוסמך במדעים – הנדסה תעשייה וניהול, המסלול השני האפשרי הוא לתעודת M.Eng מהנדס מוסמך במגמת תעשייה וניהול. פקולטות מסוימות מציעות תוכנית ייחודית המעניקה לימודים לתואר שני בהנדסת תעשייה וניהול בהתמחות עם מנהל עסקים. זוהי תכנית שמקנה תעודת MBA ומטרתה להכשיר מנהלים לחברות ידע וטכנולוגיה.

לימודי תואר שני בהנדסת תעשייה וניהול פונים בראש ובראשונה לבוגרי תואר ראשון בהנדסת תעשייה וניהול אשר רוצים להתמקצע בהתמחותם, להרחיב את ידיעותיהם ולרכוש כלים ומיומניות לצורך ביצוע מחקר עצמאי מקצועי. גם בוגרי תארים ראשונים אחרים ממקצועות ההנדסה והמדעים המדוייקים ייתכן וימצאו עניין בלימודים אלו, אך חשוב לציין כי ייתכן וידרשו בהשלמות של קורסי ליבה בהתאם לדרישות הפקולטה. 

הלימודים פונים לאלו המעוניינים במיפוי והגדרת יעדי הארגון, הגדרת הרווחיות שלו וייעול עבודתו. בוגרי תואר מוסמך בהנדסת תעשייה וניהול יאבחנו את כשלי הארגון ויציגו תוכנית עבודה לשיפור המצב בהתאם לאופי ויכולת הארגון. הבוגרים מגוון רחב של תחומים וחברות כמו חברות ביטוח, בנקים, בתי חולים, צה"ל ועוד. בנוסף, הלימודים יפנו לאלו המעוניינים בקריירה אקדמית ולהשתלב בסופו של דבר בסגל ההוראה והמחקר של מוסדות להשכלה גבוהה. סטודנטים אלו יפנו לכיוון המסלול המחקרי לתואר מוסמך, הכולל הגשת תזה, ולאחריו יוכלו להמשיך ללימודי דוקטורט. 

הלימודים לתואר שני בהנדסת תעשייה וניהול מיועדים לבוגרים בעלי תואר ראשון בהנדסת תעשייה וניהול או בוגרי תארים ראשונים בתחומים מדעיים משיקים. ברוב הפקולטות נדרש ממוצע מינימלי של 80 בציוני התואר הראשון, כאשר ישנם מוסודות לימוד בהם דרישות הקבלה מחמירות אף יותר ולעיתים נדרשים המועמדים להציג ממוצע ציונים של 90 בתואר הראשון. תלמידים שאינם בוגרי הנדסת תעשייה וניהול יידרשו להשלים מספר קורסים יסודיים ומבואות מלימודי התואר הראשון, בהתחשב ברקע התלמיד ובהחלטת ראש המחלקה או היועץ האקדמי. 

כמו כן, לעיתים הפקולטות השונות מציבות תנאי קבלה נוספים כגון: המלצות מבוגרי תארים מתקדמים, מיקום המועמד במדרג ביחס לבוגרי המחזור, הישגים בקורסי ליבה במקצועות שונים ועוד.

משך זמן לימודי תואר שני בהנדסת תעשייה וניהול משתנים ממוסד לימודים אחד למשנהו, אך באופן כללי ניתן לומר כי משך הלימודים הוא כשנתיים. קיימים שני מסלולים ללימודים אלו, הראשון הוא המסלול המחקרי הכולל כתיבת תזה בליווי מנחה. המסלול השני הוא המסלול המקצועי שבו לא נדרשת הגשת תזה אך כן נדרשת הגשת פרויקט גמר. לרוב, המסלול המחקרי נמשך זמן רב יותר מהמסלול המקצועי. 

חשוב לדעת כי חלק ניכר ממוסדות הלימוד מאפשרים השתלבות במסלול הלימודים במתכונת שונות שאינן לימודי יום, כגון: לימודי ערב ולימודים בימי שישי בוקר. אפשרות זו נותנת מענה עבור אלו המעוניינים לרכוש הכשרה זו אך אין באפשרותם לשלב לימודי בוקר עם שגרת יומם העמוסה, וזאת עקב התחייבויות קודמות כמו עבודה, לימודים או כל התחייבות אחרת. כך יוכלו ללמוד בשעות ובזמנים המתאימים להם ביותר.

בוגרי תואר מוסמך בהנדסת תעשייה וניהול משתלבים בסיום לימודיהם במגוון רחב של מקומות בתעשייה כגון: חברות יעוץ עסקי, תעשיות ביטחוניות, בנקים, בתי חולים, חברות לוגיסטיקה ואספקה. בהתאם לכך לימודי תואר שני בתעשיה וניהול עוסקים במגוון תחומי עניין ונושאים על מנת להעניק לסטודנטים הכשרה מן המעלה הראשונה, בין נושאי הלימוד ניתן למצוא: מערכות מידע, מערכות מידע ניהוליות, ניהול שרשראות אספקה, חקר ביצועים, מערכות דינאמיות, התנהגות ארגונית, ניהול התפעול, ניהול מידע, תורת ההחלטות, תורת המשחקים, פסיכולוגיה ארגונית, כלכלה, סטטיסטיקה, פסיכולוגיה תעשייתית, ניהול פרוייקטים, תכן מפעלים וקווי הרכבה, תכנון הייצור, תכנות לינארי, אנליזה סטטיסטית.

נושאים נוספים: ניהול משא ומתן, מודלים סטוכסטיים, בקרה אופטימאלית, ניהול איכות, הנדסת תוכנה, הסתברות, משאבי אנוש, כוח אדם, ארגונומיה, סטטיסטיקה יישומית, תזמון ושיבוץ, לוגיסטיקה, מערכות ייצור, שימושי מחשב, כריית מידע וטכנולוגיית המידע, מלאי, תורת האינפורמציה, בקרת תהליכים, אופטימיזציה, גרפיקה וראייה ממוחשבת ועוד. 

הנדסת תעשייה וניהול הוא מקצוע נרחב ורב-תחומי העוסק בתכנון, יישום ושיפור תהליכים עסקיים ומערכות משולבות הכוללות משאבים שונים. הבוגרים יכולים להשתלב במפעלי תעשייה, חברות יעוץ עסקי, תעשיות ביטחוניות, בנקים, בתי חולים, חברות לוגיסטיקה ואספקה ועוד. בוגרי תואר מוסמך הינם אנשי מקצוע מבוקשים ויכולים להשתלב מגוון רחב של תפקידים כגון: מנהלי ייצור, מהנדסי תכנון, פיקוח וייצור, מהנדסי לוגיסטיקה, תמחירנים וכלכלנים תעשייתיים, מנתחי מערכות מידע, מנהלי כוח אדם ועוד. 

כמו כן, בוגרי תואר שני בהנדסת תעשייה וניהול אשר סיימו את המסלול המחקרי והגישו עבודת תזה, יכולים להמשיך ללימודי תואר שלישי. בסיום לימודי הדוקטורט יוכלו הבוגרים להשתלב בסגל ההוראה והמחקר במוסדות להשכלה גבוהה.

בוגרי תואר שני בהנדסת תעשייה וניהול אשר מעוניינים להרחיב את ידיעותיהם בתחומם, לרכוש כלים ומיומנויות אשר יאפשרו להם לעסוק במחקר מקצועי ואף להשתלב במוסדות להשכלה גבוהה כחלק מסגל ההוראה, יוכלו להמשיך ללימודי תואר שלישי בהנדסת תעשייה וניהול. חשוב לציין כי רק בוגרי מסלול מוסמך אוניברסיטה במסלול המחקרי יוכלו להמשיך ללימודי דוקטורט, בוגרי המסלול העיוני יידרשו בהשלמות המכשירות את הסטודנט לעבודת מחקר עצמאית. תנאי הקבלה לדוקטורט משתנים ממוסד לימודים אחד למשנהו, אך באופן כללי הבוגרים יצטרכו להציג ממוצע ציוני תואר שני של 85 לכל הפחות. כמו כן, לעיתים מציבות הפקולטות תנאי קבלה נוספים כגון: המלצות אקדמיות, ראיון אישי ועוד.