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機械學院是天津機電職業技術學院最早成立的教學單位之一，從 1964年設立的機電專業開始，就拉開了學院建設的序幕。學院先后經歷了由機電系、機械系到機械學院不同階段的成長歷程，2016 年 7 月更名為機械學院。現有教職工67人，在校生2400余人。
學院立足服務天津“一基地三區”建設，面向高新技術產業，覆蓋裝備制造、航空制造、增材制造、汽車制造、汽車及新能源汽車的檢測與維修、維護等行業。已形成智能制造技術、飛行器數字化制造技術、新能源汽車技術三大專業群。學院精心打造了智能制造裝備技術、飛行器制造技術、機械設計與制造（3D制作）、數控技術、新能源汽車技術等11個專業。目前有國內一流、世界水平建設專業1個；全國機械行業骨干專業1個；天津市重點建設專業2個；全國技能大賽資源轉化教學資源庫建設承接項目2個；天津市虛擬仿真示范基地1個；天津市職業培訓包開發項目4個。培養具有良好職業素養，懂設計、精操作、識工藝、通維護、能管理、可提升，德技并修的技術技能人才。
學院師資力量雄厚，擁有多名全國技能大賽優秀指導教師、全國教師教學能力競賽獲獎教師，天津市職業院校教師教學創新團隊1個。目前學院專職教師49名，碩士及研究生以上學位、學歷40人，海外留學經歷1人，博士在學4人；教授3人，副教授及高級工程師21人，雙師型教師達到95%以上。
學院教學設備先進、精良，擁有國家級校企共建的生產性實訓基地——機械設計與制造3D制作專業增材制造實訓、體驗基地；國家級應用技術協同創新中心——數控技術協同創新中心；校企共建民用航空器維修培訓基地；天津市高技能人才培訓基地；擁有汽車技術、模具設計與制造、焊接技術三個中央財政重點支持實訓基地。
