随着大工程时代的到来和工程哲学这一新兴学科的兴起，近年来工程师这一群体备受关注，学者们也开始就工程师的起源与发展、工程师的素质结构、工程师的伦理道德和社会责任等方面的问题展开研究。卓越工程师作为工程人才队伍的主体，是工程建设的中坚力量，担负着实现国家工业化和现代化的重任，在产业结构转型升级、职业与就业结构不断调整以及科学技术迅猛发展的现代社会中，发挥着不可替代的重要作用。高等工程教育是培养卓越工程师的主要渠道，教育部于2010年6月正式启动了“卓越工程师教育培养计划”，旨在用10年左右时间培养百万数量级的不同类型与层次的卓越工程师后备人才（以下简称“卓越工程师”或“卓越工程人才”）。合理的知识结构和多元化的能力结构是卓越工程师从事工程建构和工程创新实践活动的基础和前提，是其内在本质和未来职业发展的关键因素。但学术界对如何培养能适应新型工业化和知识经济发展需要的卓越工程人才知识能力结构的研究和哲学思辨却极其零碎，需要我们对其进行较为系统的探讨。　　本文根据工程活动集成性的特点、新型工业化道路和大规模工程建设以及发达国家工程教育改革对卓越工程人才知识能力结构提出的新要求，综合运用高等教育学、工程哲学、系统科学等多学科理论和方法，对卓越工程人才的知识结构、能力结构及其优化问题进行了较深入研究。首先，通过对工程师、知识和知识结构、能力和能力结构等相关概念的梳理，界定了卓越工程师知识和能力结构的内涵;简要介绍了高等工程教育理论、工程哲学理论和结构主义理论，总结了当前我国高等工程教育在卓越工程师培养方面存在的问题以及国外的成功经验。其次，在剖析了卓越工程师知识结构特征的基础上，阐述了卓越工程师知识结构的构成要素，即是由专门知识、一般知识、相关知识、外延知识构成的复合型知识结构，并探讨了优化卓越工程师知识结构应处理好的几个辩证关系。再次，分析了卓越工程师能力结构的特征，从一般能力、专业能力和发展能力三个维度，探讨了卓越工程师的多元化能力结构。最后，提出要通过树立大工程、大实践教育观，改革教学内容和课程体系，加强校内外实践创新基地建设，开展产学研合作教育和继续工程教育等多种途径，来优化卓越工程人才的知识和能力结构。