机械工程学院是天津工业大学办学历史最悠久的学院之一。机械工程学院前身为机电系，始建于二十世纪五十年代，是1958年学校（原名河北纺织工学院）开始独立办学时组建的三个系之一。经过60年的发展，已经形成完整的本科-硕士-博士-博士后人才培养体系和先进的科研架构。机械工程学院现有教职工121人，其中教授23人、副教授43人；现有在校本科生1800人，在校硕士博士研究生362人；仪器设备资产总值8460万元，建筑面积约2万平方米。
机械工程学院建有机械工程、机械设计制造及其自动化、机械电子工程、工业设计、测控技术与仪器、建筑环境与能源应用工程6个本科专业，其中“机械工程”专业是国家级特色专业，“机械工程（纺织机械方向）”专业是国家级“卓越工程师教育培养计划”试点专业。机械工程学院设有机械工程博士后流动站、机械工程一级学科博士点、机械工程一级学科硕士点；在“机械工程”和“工业设计工程”领域，可培养全日制和在职工程硕士研究生。
近年来，机械工程学院学科建设和科学研究取得了长足进步。其中在新型纺织机械、工业机器人、动力学及控制、集成制造系统、激光加工及表面工程等领域的研究已处于国内外前沿地位。目前建有“天津市现代机电装备技术重点实验室”和“天津市工业设计中心”等省部级科研支撑平台。
根据学校“双一流”建设规划，结合机械工程学院现有条件，机械工程学院确定了“控制规模、加强内涵、提升实力”的发展战略，进一步强化纺织机械研究特色，聚焦机械工程领域国际前沿，服务国家装备制造业重大战略需求。学院的建设目标是在未来十年内建成在国际上有较高知名度的高水平机械工程学院。