机电工程与自动化学院由原国防科学技术大学自动控制系、机械电子工程与仪器系于1999年10月合并组建，位于国防科学技术大学一号教学园区。学院的历史沿革可以追溯到军事工程学院时期的弹道式导弹自动控制、带翼式导弹自动控制、导弹飞行原理射击原理与飞行试验、引爆控制以及长沙工学院时期的精密机械与仪器加工工艺及设备等学科专业。
学院下设自动控制系、机电系、仪器科学与技术系、自动化研究所、机电工程研究所和学员大队。
在40多年办学历程中，学院综合办学实力和水平有了很大提高，人才培养和科学研究工作取得了丰硕的成果。学院已通过GB/T19001:2000和GJB9001A-2001质量管理体系认证。学院现有2个国家级重点学科、4个湖南省“十五”重点学科；13个博士点、14个硕士点、4个工程硕士专业、4个本科专业；2个博士后科研流动站和1个军队院校重点实验室。
学院培养的近6000名本科生、1000多名硕士和100多名博士奋战在国防、军队建设和国民经济、社会发展的各条战线，为我国社会主义现代化建设事业做出了突出的贡献。