Han kommer att presentera namnen på fem nya ministrar de närmaste dagarna.
Den 54-årige ingenjören Khamis ersätter Wael al-Halqi som innehaft posten sedan augusti 2012.
Förändringarna sker två månader efter att al-Assads Baath-parti och dess allierade fått majoriteten av platserna i parlamentet i ett val som dömts ut internationellt.
Khamis har suttit i regeringen sedan 2011. I mars 2012 drabbades han av EU-sanktioner. EU anklagar honom för att ”bära ansvar för regimens våldsamma förtryck av civilbefolkningen.
Konflikten i Syrien bröt ut 2011 med protesterande som ställde krav på reformer. Den har sedan dess utvecklats till ett inbördeskrig som krävt omkring 280 000 liv.