機械工学とは、「エネルギーと資源を物理法則に基づいて人類に有用な装置あるいはシステムを作り上げる学問・技術」です。「機械科学・航空学科」では、この基本的な考え方を踏襲し、機械科学として基礎学問（数学・物理）を重視した教育を実施し、機械工学の基本となる材料力学、流体力学、熱力学および力学に代表される4力学を中心にした講義、実験・実習を行います。また、機械工学の高度かつ先端分野として航空・宇宙分野を位置づけ、機械工学分野の新たな方向としての教育・研究を推進します。
機械科学・航空学科では、機械系エンジニアがあらゆる産業界で高い信頼と永続的活動を約束されているように、世界に通用するエンジニアと同時に問題解決力の高い資質を有するエンジニアとしての基礎を習得することができます。
大学院では、熱流体科学部門、応用数学部門、システム・環境エネルギー部門、材料設計・加工部門、機能設計・マイクロ工学部門が設置されていて、高度な教育と実験・理論研究を通して、指導的な役割を果たせる能力を養います。