Diplomi-insinööritutkinnon opinnäytteenä tehdään diplomityö, jolla opiskelija osoittaa perehtyneensä johonkin ammatillisen tehtäväalueen kannalta tieteellisesti tai yhteiskunnallisesti merkittävään aiheeseen. Työ on tutkimus- tai suunnittelutehtävä, jonka laajuus yhdessä siihen kuuluvan tutkintoseminaarin kanssa on 30 opintopistettä. Diplomityö tehdään yleensä teollisuuden toimenannosta joko suoraan teollisuudessa tai yliopistolla ja sen kesto on 6-8 kuukautta. Diplomityöstä tekijälle maksetaan (lähes poikkeuksetta) palkkaa tai stipendi LTY:n tukisäätiön kautta.