机械工程学科是研究机械结构和系统的性能及其设计理论与方法，机械电子科学和机械制造理论与实践的科学。它交叉融合并综合应用机械科学、信息科学、电气自动化科学、材料科学、先进制造理论与实践、生命科学、管理科学、计算机科学等现代科学技术的理论方法，研究各种机械系统、结构及其元件的工作原理、运动和动力学性能、模拟仿真及优化的理论方法、振动与噪声、摩擦、磨损与润滑、传动、创新发明与设计及计算方法、机械结构的运动与控制、数控加工、零件的加工工艺、液压伺服系统的控制、机器人技术和传感器技术等问题。
机械工程学科是我校历史悠久、实力强的学科之一，可追溯到1960年，邮电部为推进邮政自动化工作的进程，委托北京邮电学院筹办邮政机械专业。1972年，北京邮电学院正式成立了机械工程系，2000年正式更名为自动化学院。经过多年的发展，我专业拥有二级学科机械电子工程博士点，在空间机器人技术、机器人机构学、变胞机构学、虚拟现实技术、邮政自动化与物流技术、测控技术与故障诊断等方向广泛开展理论探索和工程应用研究，取得了重大成就，曾获得国家教委科技进步一等奖、国家自然科学四等奖，国家教委科技进步三等奖。其中，廖启征教授攻克了被称为“机构学的珠穆郎玛峰”的7R世界难题。
本学科还建有空间机器人技术教育部工程研究中心等省部级工程中心、实验室，并有1个北京市重点学科（机械电子工程）和1个北京市高等学校实验教学示范中心（机电工程实验教学中心）。本学科科研力量雄厚，经费充足，每年承担科研项目40多项，包括国家自然科学基金、国家863项目和国家973项目等。