机械工程系，源于1932年成立的机械工程学系，是清华大学最早成立的工科系之一。1952年院系调整，北京大学及燕京大学的机械系并入，1978年正式改名为机械工程系。本着严谨求实、自强不息的精神，不仅为国家的科技发展造就了大批优秀人才，而且，在国民经济发展的各个时期，为国家的科技进步做出了突出贡献。
　　自上世纪50年代以来，机械系共培养出近8000名本科生，约1400名硕士、300多名博士。在上世纪50年代末期，在用高效电渣焊解决轧钢机架大型结构的制造及电渣焊技术的研究与推广方面在全国居主导地位，同时，在对球墨铸铁的理论和应用研究以及大型水压机的研究等方面也取得了重大成果。在上世纪60年代，参加完成了我国第一台核反应堆池壳的焊接制造任务，并与企业合作设计制造了我国第一台真空电子束焊机。改革开放以后，机械工程系在大型铸锻件成形过程模拟技术和质量控制、新型 MIG焊接电弧控制法、大型钢丝缠绕预应力压机、奥贝体球墨铸铁磨球、逆变弧焊电源等方面均取得重大成果，获国家级奖励16项，如新型 MIG焊接电弧控制法获国家发明一等奖(1984)、FG及F-FG密栅云纹版分别获国家发明三等奖(1981)和二等奖（1984）、造型材料发气性能测试方法及仪器获国家发明三等奖（1987）、大型钢丝缠绕预应力系列压机获国家科技进步三等奖(1998)、多功能快速成形制造系统M-PRMS技术获国家科技进步二等奖（2002）、碳纳米管宏观体的研究获国家自然科学二等奖（2006）等，2009年设计完成的3万6千吨大口径钢管挤压机为同类型装备世界之最。
　　机械工程系所拥有的本科生专业为“机械工程及自动化”，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。所拥有的铸造、锻压、焊接、金属材料及热处理这4个学科均成为1981年我国的首批博士点，其中焊接学科于1988年被评为全国首批重点学科。1997年国务院学位办对所有学科进行了调整，新整合的“材料加工工程学科”于2001年参加学科调整后的首次全国重点学科评选，以满分的成绩位居本学科全国第一名；2007年，所在学科材料科学与工程进入全国首批一级重点学科。2007年成立了“先进成形制造教育部重点实验室”。拥有一支包含中国科学院院士、中国工程院院士、****入选、****、国家杰出青年基金获得者、“新世纪百千万人才工程”国家级人选在内的学术水平高、创新能力强、结构合理的师资和科研队伍；在学术方向、学术声誉、研究水平、研究队伍、人才培养、实验装备、研究经费等方面在国内本领域中具有整体领先水平和综合优势，近年来注重与材料科学、自动化技术、信息技术、激光技术、现代管理学等密切交叉与融合，形成了若干在国内外具有影响力的研究方向，包括：材料加工成形理论及计算机模拟仿真、材料加工过程控制及自动化、快速原型制造与激光加工、新材料制备与精确成形技术、材料加工质量检测及企业信息管理、航空宇航制造工程等。取得在国际学术界具有重要影响的科研成果，并为国民经济建设、重点项目和重点工程做出贡献，为国家培养出多样化的高素质创新人才。
　　机械工程系在本科生教育中，彰显“厚基础、宽口径、重实践、强素质”的培养理念，拥有两门国家级精品课以及国家级优秀教学团队，实现了“从知识传授型向研究型教学转变，从单一领域向宽口径学科方向转变”；在研究生教育中，构建出“基于基础研究培养具有原始创新能力的人才、基于交叉领域培养具有集成创新能力的人才、面向重大工程培养具有应用型创新能力的人才”的培养模式。先后于2004、2005年、2007年有3篇博士论文入选全国百篇优秀博士论文，研究生在学期间就在包括Science在内的高水平学术杂志上发表大量的学术论文，参与了包括我国新一代正负电子对撞机、长江三峡发电机组的制造、发射神舟宇宙飞船的长征火箭等国家重大工程，有40％的毕业生工作在国家的重要行业和部门(重型机械、航天航空、能源交通)，发挥骨干作用。
　　如今，机械工程系正秉承光荣的发展传统，以崭新的姿态创造更加美好的未来。