机械工程学科具有一级学科博士授予权，下设机械制造及其自动化、机械设计及理论、 机械电子工程三个二级学科。

机械制造及其自动化学科是首批国务院学位办批准的硕士学位授予点单位。本学科秉着“立足北京、服务北京、辐射全国”的宗旨，紧密围绕北京装备制造业的重大产品开发与制造的急需开展学科建设工作，与北京数控装备创新联盟、北京第一机床厂、北京机床所和北人集团等为代表的装备制造业建立了长期紧密的产、学、研合作关系，为北京装备制造业提升自主创新能力和核心竞争力、打破国外的技术封锁和市场垄断提供了全面的支持和服务。

目前，本学科已经成为北京装备制造业技术创新和人才培养的重要基地之一。在为企业解决技术难题的实际工作中锻炼了人才，形成了数字化设计与制造、先进制造与故障诊断、机床结构动力学与测试评价和印刷装备数字化技术与系统等4个稳定的学科方向和团队。

本学科着重培养掌握现代机械、电子信息等综合技术，具有数字化设计与制造，先进制造装备，精密超精密加工，机床动力学及测试与评价，机电控制及自动化，企业信息化建设以及印刷装备数字化技术等领域的先进知识，可在机械制造、数控机床等行业从事技术，管理，销售，咨询等相关工作的人才。

机械设计及理论学科1983年获得全国第二批硕士授权点，1986年获得全国第三批博士授权点。1996年以本学科为支承学科建立了机械工程博士后流动站，是北京工业大学的第一个博士后流动站。

  多年来，本学科点根据现代机械产品向高速、精密、轻型、低耗、长寿等方向发展的趋势，围绕着提高和改善机械动态性能和工作质量等关键问题展开了多方面的研究，在机器人学、机械动力学、机械结构强度与设计、微机电系统等国际前沿领域进行了深入系统的研究，承担了国家基金、863等国家及省部级项目，取得了重要成果，达到国际先进水平，形成了自己的优势和特色，在国内外具有一定的影响。

本学科研究生就业实行双向选择，主要在研究院（所）、大中型企业、合资企业、高等院校等单位从事机械类产品的开发、设计、制造和试验等多方面的工作，就业情况良好。