本学科设有三个研究方向：
机电系统状态监测与故障诊断技术：机电系统状态监测与故障诊断与趋势预测技术、测控系统的集成及远程网络监控技术、智能监测仪器与虚拟仪器技术。
光机电一体化测控技术与系统：提出面向现代仪器制造的柔性研发系统理念，创建开放式柔性研发平台，完成对仪器系统的快速集成、实验研究和性能测试，提高仪器制造企业适应市场的快速动态响应能力。研制光电分析仪器装备、产品和成套工程应用软件。
机器人技术：涉及机械电子学、多传感器信息融合、嵌入式控制技术、通讯技术、计算机视觉、人工智能技术等，在水下机器人技术的研究方面积累了研究基础和经验。
本学科先后承担了多项国家自然科学基金等课题，作为第一完成单位于2007年获国家科技进步二等奖。