机械工程学院是1979年学校建校伊始最早成立的院系之一。学院前身是天津理工学院的机械工程系。1996年，原天津理工学院与原天津大学分校、天津大学机电分校、天津大学冶金分校三所本科院校合并，组建成新的天津理工学院，四所院校的机械工程系合并成立机械工程学院。2017年，原自动化学院的热能工程系并入机械工程学院。

学院坐落于天津理工大学校园内14和15号楼，建筑使用面积9253平方米。本科以上全日制在校生2800余人。现有机械工程、过程装备与控制工程、机械电子工程、机器人工程、能源与动力工程、新能源科学与工程等6个本科专业，机械工程一级学科硕士点，机械工程领域工程硕士授权点，机械工程天津市重点学科。

学院现有教师109人，其中教授、副教授54人，博士61人，天津市特聘教授1名，天津市教学名师1名，天津市教学团队2个。

学院拥有国家级特色专业1个（机械工程），天津市品牌专业2个（机械工程、能源与动力工程），天津市卓越计划试点专业1个（机械工程），天津市战略新兴产业相关专业（方向）2个（汽车电子工程、新能源科学与工程）。获国家级、市级教学成果5项，国家级、市级规划教材3部，天津市级精品课3门。

学院现有天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室、天津市工程机械传动工程中心（共建）、天津市海洋油气生产装备技术工程中心（共建）、天津市模具设计加工行业技术中心、天津市模具信息化生产力促进中心，与企业共建企业重点实验室2个。设有机电工程国家级实验教学示范中心、机械基础天津市级实验教学示范中心。

学院已与近10个国家和地区的10余所知名大学建立了友好合作关系，在科学研究、学术交流及合作办学等方面开展了广泛的合作。