机械工程学科始于1951年学校成立之初的“石油矿场机械”专业，1990年获“石油、天然气机械”硕士学位授权点，2006年获“机械工程”硕士学位授权一级学科，2011年获陕西省重点学科。与宝鸡石油机械公司共建陕西省石油钻采装备工程技术研究中心、联合报批“国家油气钻井装备工程技术研究中心”，有省部级教学科研团队及实验中心6个。专任教师72人，其中，教授21人，11位教师有省部级以上人才称号。近五年，主持国家级科研项目25项、省部级科研项目66项，科研经费9535万元，获省部级以上科技奖励10项。

紧邻西部油气主要产区和石油机械制造基地，在为陕西省和长庆、延长、塔里木等油田高温高压深井和低渗透储层以及海洋油气开发提供钻采装备及技术服务的过程中，发展了低渗透储层采油及排水采气设备、井口自动化处理系统、井筒完整性评价及控制、超长深孔加工等领先装备与技术。形成了石油钻采机械设计及理论、机械电子工程、机械制造及其自动化3个稳定的主干学科方向和设备完整性评价及控制特色学科方向。

“依托石油、立足陕西、面向西北、服务全国”，服务石油钻采工程技术发展需要，吸收先进传感检测、先进材料、人工智能技术，优化培养方案和课程教学，本学科旨在培养具有石油工程背景的应用型、复合型机械工程高级技术人才。所培养的研究生扎实掌握机械工程学科基础理论和系统的专门知识，掌握机械工程学科科研与设备研发方法和技术，能对本学科有关问题进行创新研究。

通过“推免生重点培养”“优研计划”，本学科生源充足，除了本校员工外，大部分员工来自陕西、四川等西部高校的机械类专业及相近的自动化、材料成型及控制工程专业，生源学校包括西北工业大学、西南交通大学、太原理工大学、中国石油大学（华东）等“985/211”高校。

20余名教师在国家级、省部级学术组织和期刊担任重要职务，如中国力学学会波纹管与管道力学专业委员会副主任委员、国家油气钻井装备工程技术研究中心技术委员会委员，《石油机械》《石油矿场机械》等期刊编委，多次受邀担任中石油和中石化科技成果鉴定专家及陕西省科技奖励会评专家，多次受邀赴美国图尔萨大学、俄亥俄大学及美国西南研究院、哈里伯顿公司进行访问交流，多次受邀在国际会议作大会报告。联合中国石油天然气集团公司创办《石油工业技术监督》期刊。多次承办中国力学学会、中国石油射孔器材专家咨询委员会会议。承办中国研究生能源装备创新设计大赛等国家级员工课外科技活动，被新华社、人民日报等20多家媒体广泛报道。参与编写国家自然科学基金委“十四五《矿业石油安全学科发展战略报告》”，负责“人工智能及关键仪器与装备”专题。