西北工业大学机电学院历史悠久，源于北洋大学、浙江大学、交通大学和中央大学等当时众多著名高等学府的机械与航空制造等相关学科，汇集了南北两大工科学脉。在八十余年的发展历程中，已为国防科技工业和国民经济建设培养输送了众多领军人物和科技人才。
202312月3日，从阎良区（航空基地）获悉，西安兴航航空科技股份有限公司分别与国家数控系统工程技术研究中心、西北工业大学机电学院、西安市国家航空产业基地企业联合会共同建设的3所联合实验室揭牌成立，将依托各自资源优势展开全面科研合作，推动产出航空领域的标志性创新成果。
学院现设有航空宇航制造工程系、机械工程及自动化系、微系统工程系、工业工程系、工业设计系5个系，开设飞行器制造工程、机械设计制造及其自动化、微机电系统工程、工业设计、工业工程、机械电子工程、产品设计7个专业。
学院现有教授63人、副教授99人，博士生导师94人,其中双聘院士4人，教育部特聘教授3人；国家级教学名师3人，国家级教学团队2个，省级教学名师9人，省级教学团队3个;教育部创新团队1个，国防创新团队1个，陕西高校青年创新团队2个，工业和信息化部研究型教学创新团队2个。
学院建有机械工程国家“双一流”建设学科和航空宇航科学与技术国家级A+ 学科，拥有航空宇航制造工程与机械电子工程两个国家重点学科，微机电系统及纳米技术等6个省部级重点学科。学院建有12个硕士点、10个博士点、3个博士后流动站，拥有航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国家级国际科技合作基地、极端环境智能微系统国家重点实验室（培育），空天微纳系统、工业工程与智能制造、航空发动机先进制造技术等14个省部级重点实验室和工程中心，4个省部级产学研合作机构。
学院承担了大批国家重要科研项目，重大科技成果突出。“十一五”以来，获得国家科学技术奖8项。1项成果入选2006年度“中国高等学校十大科技进展”，2010年、2011年和2012年连续3年获得国家技术发明二等奖，2015年获国家自然科学二等奖，2018年获国家科技进步二等奖，2019年获国家技术发明二等奖。2020年，张卫红、苑伟政两位教授荣获第二届全国创新争先奖。
学院拥有航空宇航先进制造技术学科国家级高等学校学科创新引智基地、航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国家级国际科技合作基地，1人获中国政府友谊奖。建有机械设计制造及其自动化全英文国际化专业，与美、德、法、英、比利时等国建立了11个国际联合研究机构，并招收多国留学生。与法国里昂国立应用科学学院（INSA Lyon）、比利时布鲁塞尔自由大学、新加坡国立大学签署“3+2”联合培养合作协议，每年选送优秀本科生到国外知名高校进行本硕连读培养。