清華大學機械工程學院淵源于1932年成立的清華大學工學院“機械工程學系”。目前包含“機械工程系”、“精密儀器系”、“能源與動力工程系”、“車輛與運載學院”、“工業工程系”以及“基礎工業訓練中心”6個部門。目前，學院在職教職員工551人，其中兩院院士15人，國家級教學名師獎獲得者2人，教授145人，副教授181人，具有博士學位者333人。在校學生共計3717人，其中本科生1967人，碩士研究生1010人，博士研究生740人。

學院擁有光學工程、機械工程、儀器科學與技術、動力工程及工程熱物理、管理科學與工程、材料科學與工程等6個國家一級學科，包含材料加工工程、光學工程、精密儀器及機械、機械設計及理論、機械制造及其自動化、車輛工程、工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程、流體機械及工程、管理科學與工程等11個國家二級學科；以及機械工程、光學工程、儀器科學與技術、材料科學與工程、動力工程及工程熱物理、車輛工程、動力機械及工程、管理科學與工程等8個博士后流動站。擁有“摩擦學”、“精密測試技術及儀器”“電力系統及發電設備控制和仿真”、“水沙科學與水利水電工程”、“汽車安全與節能”等 5個國家重點實驗室，以及國家工程實驗室、國家工程研究中心、國防重點實驗室及教育部重點實驗室共9個。學院積極推動多學科交叉融合和相互滲透，融工程和管理于一體，形成了“能源裝備的設計與制造技術”、“微納制造與微系統技術”、“新能源汽車的先進設計與制造技術”、“成形制造模擬仿真創新”等學院四大集成創新平臺，具有鮮明的大機械學科特色。

學院立足于國際科技前沿和產業發展的關鍵核心技術，承擔并完成多項國家重大科技專項、科技部973、863及科技支撐項目、國家自然科學基金項目及其它科技任務，形成一系列重大科研成果，有力地推動了我國機械學科整體水平的提高及相關產業的發展。近年來成功研制出國內首顆微小衛星與納型衛星，并形成具有完全自主知識產權和中國特色的循環流化床燃燒技術，2009年設計完成的3萬6千噸大口徑鋼管擠壓機為同類型裝備世界之最。2007-2011年間，學院獲得國家科技獎勵20項，獲得國家發明專利授權826項，全院師生在國內外學術刊物及學術會議上共發表論文7500余篇，其中SCI收錄論文1848篇。

學院共設有機械工程、測控技術與儀器、車輛工程、熱能動力系統及自動化、工業工程等5個本科招生專業，每年招生17個班級，學生500余名。學院以培養復合型工科人才為目標，構建機械大類教學平臺，在加強通識教育基礎上開展寬口徑專業教育；同時，注重理論與實踐結合，通過綜合性實驗課程、課外科技活動、專題訓練、生產實習等實踐環節，培養學生的專業技術基礎、解決實際問題能力及創新意識。學院擁有國家教學名師2名，建設有國家工科機械基礎課程教學基地，承擔全校機械類主要平臺課與基礎課的教學工作。現有13門國家級精品課程、18門北京市精品課程、31門校級精品課程。

在研究生培養方面，學院秉承“高素質、高層次、多樣化、創造性”的創新人才培養的核心目標，致力于打造“研究型 、管理型、創新型、國際型”的機械工程領域卓越領軍人才。學院各系已形成195人規模的博士生導師隊伍，每年招收470余名博士和碩士研究生。學院從全院角度進行資源的合理配置，不斷鞏固和完善教學平臺建設和研究生培養機制，規范專業課、課程組以及教學實驗室建設。對于不同類別、不同階段的研究生，分別進行基礎研究培養、交叉領域研究培養、面向重大工程培養等分類指導。近5年來，共有2篇博士論文被評為“全國百篇優秀博士論文”，5位博士生獲得“教育部博士生學術新人獎”。

學院各系為國家建設培養了大批德才兼備的優秀人才。新中國成立以來，已畢業本科生28000余人、碩士研究生6250余人、博士研究生1760余人，多數畢業生成為國家各行各業的骨干和中堅力量。

學院與國際學術界和工業界保持著密切的交流與合作，與美國哈佛大學、麻省理工學院、加州大學伯克利分校、哥倫比亞大學、普渡大學、明尼蘇達大學、喬治亞理工學院，英國曼徹斯特大學，日本東京大學、東北大學、大阪大學，俄羅斯莫斯科大學，加拿大多倫多大學，法國巴黎高科，德國柏林工業大學、亞琛工業大學等國際著名大學建立了聯合培養關系；每年定期派出200余名本科生、研究生到國外進行短期以及半年至兩年的交流和聯合雙學位培養。同時，與美國Forst Wheeler公司、利寶互助保險集團、摩托羅拉公司、GM公司、卡特彼勒公司、英國石油公司、Rolls-Royce航空發動機公司、ABB公司、日本三菱、東芝、德國西門子公司、法國Stain公司、EDF公司、IHI公司等世界著名公司建立了密切合作關系，及時掌握國際產業界的最新發展動態。