学院前身为衡阳工学院机械工程系，成立于1983年8月9日，1993年更名为中南工学院，2000年原中南工学院与衡阳医学院合并为南华大学后，成立为机械工程学院。1984年，机械制造工艺与设备本科专业招生；1985年增设机械设计及制造本科专业；1989年增设化工机械与设备本科专业；1998年将机械制造工艺与设备和机械设计及制造两专业合并为机械设计制造及其自动化专业，化工机械与设备专业更名为过程装备与控制工程，2004年 增设测控技术与仪器本科专业，2006年增设材料成型与控制工程专业，2008年增设热能与动力工程专业。

　　学院师资队伍结构合理，现有教职工68人，其中教授9人、副教授24人，具有博士学位8人、硕士学位18人，目前在职攻读博士、硕士学位12人，先后有3人获全国优秀教师，7人为湖南省青年骨干教师，1人为湖南省学科带头人，2人为湖南省121人才工程第1、2层次人选。

　　学院下设机械设计制造及其自动化系、过程装备与控制工程系、测控技术与仪器系、材料成型与控制工程系、热能与动力工程系、机械制造基础教研室、机械设计基础教研室、工程图学教研室等八个教学单位，设有机械工程实验中心（其中“机械基础实验室”为中央与地方共建高校实验室）、激光应用与数控加工中心、化工过程机械研究所和可靠性工程研究室三个科研机构，教学科研实验用房面积达3300平方米。

　　学院拥有数控加工中心、5kW横流CO2气体激光器、500W YAG固体激光器和奥林巴斯金相显微镜等先进的教学科研仪器设备，总价值达823万元。

　　学院坚持以教学为中心，学产研相结合。广大教师在抓好教学的同时，积极从事科学研究和科技开发工作。近年来，学院在教学方面取得了显著的成绩，获得省级教学成果一等奖2项、二等奖2项、三等奖3项，获得省级多媒体课件竞赛一等奖2项。科研方面，先后承担了国家自然科学基金、“973”计划子项、国防科研项目、湖南省自然科学基金等国家和省部级科研课题20多项，全国高等教育科研“十五”规划重点课题、一般课题各1项，全国教育科学“十五”规划重点课题1项。学院在大功率激光表面加工技术、热喷涂技术、数控技术、过程与设备工况的监测与控制、CAD/CAM、网络制造、模糊设计等方向和领域进行广泛而深入的科学研究工作，形成了相互独立而又密切联系的研究群体。若干科研成果已处于国内领先水平，部分达到了国际先进水平，获得省部级科技进步二等奖5项、三等奖9项，在国内外学术刊物和学术会议上发表论文700多篇，其中SCI、EI、ISTP收录43篇。

　　学院十分重视学生的德育工作和思想政治工作，院风、学风、教风优良，曾被评为学校德育工作先进单位，学院党总支连续三年被评为学校先进党总支，2004年学院被评为南华大学文明单位和宣传工作先进单位。学院狠抓分团委、学生会的建设，学生工作具有自己的特色，成绩显著，院分团委连续五年被评为校“先进分团委”。毕业生就业工作成绩喜人，毕业生的一次就业率连续几年保持在98%以上。