机电学院是西北工业大学实行校、院、系管理体制改革试点的学院，也是校内实质性合并两个专业系后所成立的第一个专业学院。
学院下设航空宇航制造工程系、机械工程及自动化系、微系统工程系、工业工程系和工业设计系5个专业系和机械基础实验教学中心等3个实验教学中心，并且，拥有一个国家工科机械基础课程教学基地和一个国家级“机械基础实验教学示范中心”。在人才培养方面，现设有飞行器制造工程（国防重点建设专业、省名牌专业）、机械设计制造及其自动化（含机械电子工程方向，省名牌专业）、工业工程、工业设计（理工、艺术类）、车辆工程5个本科专业。已形成《机械原理》等5门国家级精品课程，《金属塑性成型原理》等6门陕西省精品课程，还建有微/纳米“小精灵”创新设计基地等3个本科生和研究生创新实验基地。本科生在校人数约为1400余人。
学院拥有航空宇航制造工程、机械制造及自动化等12个硕士点。拥有航空宇航制造工程、微机电系统及纳米技术等9个博士点以及航空宇航科学与技术、机械工程等四个博士后流动站，共涉及7个一级学科。目前，在校研究生人数已逾1100人。同时，还与西飞、618所、012基地等单位联合培养工程类研究生，已培养工程硕士（博士）300余名。
学院现有教职工205人。拥有较为雄厚的师资力量，专任教师为159人，其中“长江学者”2人，国家专家4人，省部级专家12人，博士生导师38名（含兼职博导12人），具有副教授职称以上的教师达到97人。学院还聘请有冯培德、尹泽勇等20余名国内外的著名学者兼任学院的教授和博士生导师
学院具有较强的科研力量，已建成有现代设计与集成制造教育部重点实验室、陕西省微/纳米系统重点实验室。拥有2个国家重点学科（航空宇航制造工程，机械电子工程）和1个国防重点学科（纳米技术与微机电系统）。“十五”以来，学院科研经费已突破1亿元。
学院注重开展国际合作交流，先后与美、英、法、比利时等多个国家建立了校、院级的合作关系，已建有中美联合工程设计与仿真研究所、中法并行工程联合实验室等多个中外合作研究机构，并且还承担了欧盟计划中的有关学术和学生培养项目。