机械工程系践行“创新学术思想和引领技术发展（Creative Thoughts & LeadingTechnology）”的双T 工程教育理念，本科招生专业“机械工程”为国家首批特色专业。以厚基础、强交叉、重实践为特色，正在开展创新领军人才培养“笃行计划”，旨在机器人与智能制造、微纳制造、生物制造、高端装备等前沿交叉方向上培养知行合一的科技引领者。机械系拥有全国最早设立的一级学科博士点和博士后流动站，是国内首批工程博士和工程管理硕士的授予单位。建立了完善的工程教育体系和校企联合实验室平台，并与国际著名大学以及国际知名企业建立了合作交流平台，培养了一批具有创造力和哲学思维、工程设计经验、跨文化合作能力与国际视野的优秀人才。自2000 年以来，共有8 篇博士论文入选全国优秀博士学位论文，4 篇入选北京市优秀博士学位论文，3 名博士生获教育部“博士研究生学术新人奖”。近五年共有3 篇博士论文获得上银优秀机械博士论文佳作奖。目前在读研究生共 902 人，其中硕士生 288 人，博士生 614 人。现有国家级精品在线开放课程3门、国家精品课程5门、国际级实验教学示范中心2个、国家级虚拟仿真实验教学中心1个、国家工程实践教育中心1人、全国工程类专业学位研究生在线示范课程2门。

       机械工程系所拥有的本科生专业为“机械工程”，为国家级特色专业建设点，于2009年通过了全国工程教育专业认证，并于2016年通过了ABET认证（Accreditation Board for Engineering and Technology，美国工程与技术鉴定委员会的专业认证）。研究生的学科方向为机械工程一级学科、航空宇航科学与技术一级学科（航空宇航制造方向），是全国的重点学科；此外还有研究生专业学位，包括工程硕士（机械工程领域）、工程硕士（智能制造方向）、工程管理硕士、工程博士（先进制造领域）。