美国杜克大学土木与环境工程学理科硕士专业的研究主要包括两个方向：材料、结构和同步系统;环境工程。在环境工程方向主要学习两方面的内容：水文学和环境流体力学;环境程序工程。以上方面再具体划分可分为：复杂结构系统的计算机模型和实验力学，包括非线性的研究;环境地质学和同步力学，包括机械化学垂综;材料与结构设计的控制，包括机电一体化等等。杜克大学土木与环境工程学专业也涉及到了其它学科的知识。
通过美国杜克大学土木与环境工程学专业的学习，学生可以按照相应研究方向从事于城市规划，水利建设，地质环境勘测与地震预警，建筑设计以及运输调度等工作。也可以从事土木工程师、环境管理师、土木与环境顾问、工程研究人员、土木与环境工程学教授等。