機械工程學院是天津工業大學辦學歷史最悠久的學院之一。機械工程學院前身為機電系，始建于二十世紀五十年代，是1958年學校（原名河北紡織工學院）開始獨立辦學時組建的三個系之一。經過60年的發展，已經形成完整的本科-碩士-博士-博士后人才培養體系和先進的科研架構。機械工程學院現有教職工121人，其中教授23人、副教授43人；現有在校本科生1800人，在校碩士博士研究生362人；儀器設備資產總值8460萬元，建筑面積約2萬平方米。

機械工程學院建有機械工程、機械設計制造及其自動化、機械電子工程、工業設計、測控技術與儀器、建筑環境與能源應用工程6個本科專業，其中“機械工程”專業是國家級特色專業，“機械工程（紡織機械方向）”專業是國家級“卓越工程師教育培養計劃”試點專業。機械工程學院設有機械工程博士后流動站、機械工程一級學科博士點、機械工程一級學科碩士點；在“機械工程”和“工業設計工程”領域，可培養全日制和在職工程碩士研究生。

近年來，機械工程學院學科建設和科學研究取得了長足進步。其中在新型紡織機械、工業機器人、動力學及控制、集成制造系統、激光加工及表面工程等領域的研究已處于國內外前沿地位。目前建有“天津市現代機電裝備技術重點實驗室”和“天津市工業設計中心”等省部級科研支撐平臺。

根據學校“雙一流”建設規劃，結合機械工程學院現有條件，機械工程學院確定了“控制規模、加強內涵、提升實力”的發展戰略，進一步強化紡織機械研究特色，聚焦機械工程領域國際前沿，服務國家裝備制造業重大戰略需求。學院的建設目標是在未來十年內建成在國際上有較高知名度的高水平機械工程學院。