学院现有11个系、所（中心），设有机械工程、航空宇航科学与技术2个一级学科（国家一流学科）；5个二级学科，其中国家重点二级学科3个。学院创建了机器人技术与系统全国重点实验室（全国高校唯一）、国家机器人创新中心等国家级平台10个、省部级平台12个，为学生科研和创新能力的培养提供了国际一流的平台支撑。

学院在科学研究方面，坚持“立足航天、服务国防、面向国民经济主战场”的发展定位，聚焦国际科技前沿和国家重大战略需求，超前谋划战略性、储备性技术研发项目，不断推进空天科技和智能制造领域的重大项目研发，形成了将基础研究、应用预先研究和工程化应用及产业开发有机结合的科研新体系；构建了以高端装备与部件设计基础、智能制造与超精密测量技术和人-机-环境共融智能机器人为优势特色方向，仿生与微纳系统技术新兴交叉方向的科研新布局。 学院还依托学科优势，采用“产学研用”四位一体的模式，使科研成果走出实验室，面向国民经济主战场，实现科技和经济的深度融合。

十四五期间，学院承担国家级科技项目400余项，科研经费到款27亿余元；获得国家级和省部级科技奖40项；授权发明专利1000余项，转化130余项；出版教材、专著63部；发表SCI论文2400余篇。