太原理工大学机械工程学院办学历史悠久，最早可以追溯到创立于1902年的山西大学堂西学专斋。1953年太原工学院独立建院，机械系是四系之一。1962年太原工学院首次培养研究生，标志着研究生教育在山西省的诞生，机械是首次招生的三个硕士授予点之一。1997年太原工业大学与山西矿业学院合并成立太原理工大学，1998年原太原工业大学机械工程系、齿轮研究所，材料工程学院的轻工业系和原山西矿业学院的机械电子工程系合并组建为机械工程学院。2015年校属机械电子工程研究所并入机械工程学院。2018年力学学院部分系部并入机械工程学院，学院更名为机械与运载工程学院。2024年学院更名为机械工程学院。百余年来，学院始终秉承“厚德勤奋，求实创新”的院训，彰显“敢为人先、敢于竞争、勇于创新”的精神气质，涌现出了圆弧齿轮专家朱景梓、“草原公仆”云布龙等一批学术大师、行业翘楚和道德楷模。深刻诠释着百廿机械“得天下英才以育之，育一代新人以报国”的崇高追求。
学院下设四系一部一中心，即机械制造系、机械设计系、机械电子工程系、车辆工程系、机械基础部、机械工程实验技术中心。拥有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程3个本科专业，均为国家级一流本科专业建设点，还有国家级特色专业、教育部“卓越工程师教育培养计划”专业、国家公派优秀本科生国际交流项目专业、山西省卓越工程师人才培养改革试点专业、山西省品牌专业和山西省优势专业。机械设计制造及其自动化和车辆工程2个专业通过工程教育专业认证。在软科2025中国大学专业排名中机械电子工程位列第13名，机械设计制造及其自动化位列第14名，车辆工程位列第28名。
1962年，学院招收首批机械硕士研究生；1981年，机械制造及其自动化、机械设计与理论、流体传动与控制等3个二级学科获批国家首个工学硕士学位授权点；1998年，机械电子工程获批山西省机械学科首个博士学位授权点；2000年，机械设计与理论获批博士学位授权点；2003年，机械制造及其自动化获批博士学位授权点；2003年，机械工程获批博士后流动站；2005年，机械工程获批一级学科博士学位授权点；2021年，获批机械博士专业学位授权点；机械工程在软科2025中国最好学科排名中位列第36名；机械工程学科在第四轮、第五轮学科评估进入全国前20%，位列B+档，是山西省优势学科攀升计划建设学科。学生于2021—2025年连续5年在中国国际大学生创新大赛中获得国赛金奖（共9项）,获得全国大学生机械创新设计大赛等一等奖20余项、二等奖40余项,6人获得上银优秀博士论文奖，人才培养社会声誉极佳。
学院现有教职工209人，专任教师182人。副高及以上职称教师85人。校内硕士生导师104人，校内博士生导师31人。在校生3638人，其中全日制本科生2518人，硕士研究生831人，博士研究生289人。现有党员637名，其中教工党员155名，学生党员482名。学院党委下设23个党支部，其中教工党支部8个，学生党支部15个。拥有中国工程院院士1名、国家级教学名师1名、全国五一劳动奖章获得者1名、全国先进工作者1名、全国杰出专业技术人才1名、百千万人才工程国家级人选1名、国家级领军人才3名、国家级青年人才3名、享受国务院政府特殊津贴专家5名。山西省学术技术带头人6名、山西省新兴产业领军人才6名、山西省教学名师9名、山西省高等学校优秀青年学术带头人4名。全国高校黄大年式教师团队1个、教育部战略性新兴领域“十四五”高等教育教材体系建设团队1个、国家级一流本科课程6门。山西省科技创新领军团队1个、山西省科技创新重点团队3个、山西省高校优秀创新团队2个、山西省研究生教育优秀导师团队1个。
学院参与共建“智能采矿装备技术”“金属成形技术与重型装备”2个全国重点实验室。拥有国家地方联合工程实验室1个、教育部工程研究中心1个、教育部重点实验室1个、科技部高等学校学科创新引智基地1个、山西省重点实验室3个、山西省工程研究中心1个、山西省工程技术研究中心3个、山西省国际科技合作基地1个、山西省协同创新中心1个、山西省国防先进技术创新中心2个。拥有国家级实验教学示范中心1个、国家级工程实践教育中心3个、山西省现代产业学院1个、山西省产教融合研究生联合培养基地1个、山西省研究生教育创新中心5个。
学院获教育部批准，与澳大利亚沃隆港大学合作办学，设立沃隆港学院；获批教育部“重型装备智能及绿色制造创新型人才国际合作培养项目”；获批科技部高等学校学科创新引智计划（“111”计划）“高端金属材料智能制造与服役评价学科创新引智基地”，拥有高性能液压元件与系统山西省国际科技合作基地。
