机械工程专业是国内最早设立的硕士点和博士点之一。本专业学生系统学习和掌握以机械设计、机械制造、机电测控为核心的课程，具备扎实的自然科学、人文科学基础知识，良好的计算机和外语应用能力，掌握系统的现代机械工程专业知识和专门技术，具有主持机电产品设计与制造以及进行企业管理所需的知识结构和潜力，同时具有适应科研、教育、行政等部门工作或继续深造的资质和能力。优秀学生可进入吴健雄学院机械动力强化班学习。

本专业特别注重学生创新能力和实践能力的培养，组建了东南大学机械设计与智能控制学生创新基地、智能车辆学生创新基地、Robocup 机器人竞赛基地、电光源工程创业基地等，为学生参加科技创新提供条件。学生主持承担“国家大学生创新性实验计划项目”和“江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目”20 多项。学生的科技作品在全国挑战杯科技作品和创业计划大赛、全国机械创新设计大赛、全国电子设计竞赛、国际RoboCup 机器人竞赛等重要赛事中屡创佳绩。