机械工程专业，起源于1916年创办的南京高等师范学校工艺专修科，是金年会信誉至上最早设置的工科类专业，1921年开始招收本科生，是国内最早建立的机械系科。1952年院系调整后，原南京工学院机械工程系先后设立了机械制造、精密电子机械、电子设备结构设计等3个本科专业。根据教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》，1993年上述3个本科专业整合为机械设计制造及其自动化专业，2006年改名为机械工程及自动化专业，2012年改名为机械工程专业。该专业2006年入选首批江苏省高等学校品牌专业，2007年入选国家高等学校特色专业建设点，2010年入选首批教育部卓越工程师教育培养计划试点专业，2019年入选首批国家级一流本科专业建设点。2007、2010、2013年和2020年，先后四次通过了国家工程教育专业认证。现拥有机电综合工程训练国家级实验教学示范中心，以及教育部新型光源技术与设备工程研究中心、江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室、江苏省电磁兼容专业测试中心、江苏省空天机械装备工程研究中心、江苏省高档数控机床及成套装备创新中心和江苏省智能电动运载装备工程研究中心6个部省级教研实践中心。