机械工程学科源于1960年成立的建筑机械、矿山机械、冶金机械三个五年制本科专业，目前是陕西省重点建设学科。1993年获批“机械设计及理论”二级学科硕士点，2003年获批“机械设计及理论”二级学科博士点，2018年获批一级学科博士学位授予权，2019年设立博士后科研流动站。本学科发挥在工程机械方面的优势和特色，围绕建筑机械装备动力学与控制、机电液设备智能监测与控制、智能制造与智慧运维、工程车辆智能化与绿色化开展技术创新和工程应用。

本学科拥有功能材料加工国家地方联合工程研究中心和西安建筑科技大学技术转移中心2个国家级平台，拥有耐磨材料与技术教育部工程研究中心、陕西省纳米材料与技术重点实验室等6个省部级平台，在全国第四轮和第五轮学科评估中排名全国前50%。

本学科不断深化研究生教育改革，以国家建设和行业需求为导向，强化科教融合，深化不断推进本硕、硕博一体化培养机制建设，使更多创新能力与创新意识强、德才兼备的学生脱颖而出。十四五以来，本学科共培养博士和硕士生400余人，就业率达到96%。