高雄市乃台灣重工業之中心。中山大學創校之初，深知機械為工業之母，為因應台灣發展工業科技人才之需要，在1982年創立了機械工程系，並於1983年成立研究所碩士班，博士班亦於1986年奉准設立，在南台灣積極扮演著培育人才和推動研究發展與產業升級的角色。為因應迅速發展的科技，本系於2001年由「機械工程學系」更名為「機械與機電工程學系」，並積極實踐「智慧製造」、「先進綠能」與「半導體與微奈米系統」之系所發展重點，以符合未來產業發展需求，培育新興工業之尖端人力。
為落實大學部及研究所之教育目標，本系於2007年及2014年均通過IEET中華工程教育認證，顯示本系之辦學品質獲得肯定。優良的辦學績效更使本系於2008年及2013年榮獲中國機械工程學會高雄市分會「優秀機械團體獎」。

機械與機電工程學系分為熱流組、固力組、控制組、設計製造組、微奈米系統組。強調基礎理論學習，重視實務教學及工程上之應用，經常舉辦各種工廠參觀活動及專題製作展示與比賽，以強化工程學識及技能，畢業後不論升學或就業，均可具備雄厚之實力。目前之研究方向包括：微熱傳與力學分析、微流通元件之製作、節約能源與能源工程、顯微力學解析、半導體封裝技術、光機電整合實務、微奈米檢測技術、超精密加工技術、微奈米技術之整合與應用、綠色能源、生醫機電系統、智慧型機器人、以及智慧型車輛系統等相關領域。進而協助台灣傳統機械產業之轉型與提升，加強國際競爭力。

本系計有六大機械領域重點實驗室包括有：機械實習工廠、熱工實驗室、固力實驗室、電子電路實臨室、自動控制實驗室、以及微奈米製程實驗室。每位專任教師皆有專屬實驗室。共計有研究實驗室29間、教學實驗室10間、教室及討論室19間、系學生閱覽室1間，提供學生良好之學習環境。本系並配合學校貴重儀器共同實驗室之設施，可提供學生先進之研究設備，與產業界同步學習，畢業後能快速進入科技領域服務，提供100%之就業率。