机械工程是工业之母，是实现我国强国之梦的重要基石。机械工程系源于1932 年成立的清华大学工机械工程学系，是清华大学最早成立的工科系之一，也是我国历史最悠久的工程学科院系之一。1952 年院系调整，机械工程学系拆分为机械制造系和动力机械系。1960 年，机械制造系分为精密仪器及机械制造系和冶金系。冶金系以热加工专业为主，并在1978 年更名为机械工程系。精密仪器及机械制造系以冷加工和精密仪器专业为主，并先后改称精密仪器系（1971年）、精密仪器与机械学系（1984 年）。2012 年12 月，为进一步凝聚清华大学机械工程学科的师资队伍，促进清华大学机械工程学科的快速协调可持续发展，由原机械工程系和原精密仪器与机械学系中机械工程学科教职工组建新的机械工程系。

目前机械系拥有包括3名院士在内的高水平教师队伍，有机械设计、制造工程和成形制造三个学科方向，设有设计工程、摩擦学、制造工程、机械电子工程、材料成形制造、成形装备与自动化等 6 个研究所，并建有高端装备界面科学与技术全国重点实验室、清洁高效透平动力装备全国重点实验室、先进成形制造教育部重点实验室、变革性高端制造装备与技术北京市重点实验室、组织器官生物智造与修复再生北京市重点实验室、低应力智能化金属增材制造北京市重点实验室、原子级精度制造与跨尺度器件构筑北京市重点实验室、机械工业并混联机构及控制重点实验室。机械工程系科研工作始终坚持面向国际学科前沿和国家重大需求两个方向，在航空航天、能源装备、交通运输、IC 装备以及生医工程等领域开展基础研究与先进技术开发。主要研究方向包括：智能制造与机器人、微纳制造与IC 装备、生物制造与医疗装备、关键零部件与高端装备等。