机械制造及自动化系由原机械设计及控制（机床）、机械制造工艺及自动化（工艺）、切削与控制（刀具）等3个教研室合并而成，是机械制造及其自动化学科的主要载体。该学科是国内最早建立的同类学科之一，也是全国首批硕士点和博士点、博士后流动站、首批国家重点学科和首批国家重点学科设岗单位特聘教授设岗单位，同时又是国家“985工程”和“211工程”重点建设学科。机械制造及自动化系是国家级机械工程实验教学示范中心、国防科技工业超精密机械加工技术研究应用中心、黑龙江省超精密与特种加工重点实验室等教学、科研基地的主要依托单位。2008年，入选教育部“超精密加工与测量技术”创新团队；2017年，被授予“立德树人先进集体”称号；2019年，入选黑龙江省“超精密加工与微纳制造创新研究团队”头雁计划，2021年，被授予“哈尔滨工业大学先进基层党组织”称号。

机械制造及自动化系拥有一支结构合理、理论基础扎实、勇于创新的教学和科研师资队伍，现有教职工近40名，其中教授、研究员23名，副教授、副研究员12人，博士生导师23人，硕士生导师33人，教师博士化率达80%。现有“国家级高层次人才”3人、“国家级高层次青年人才”3人、教育部跨（新）世纪人才计划入选者2人、国家优青获得者1人、中国科协“青年人才托举工程”项目入选者2人，黑龙江省优青获得者3人。全国优秀教师称号获得者1人、首届全国教材建设先进个人称号获得者1人、黑龙江省教学名师1人、黑龙江省高校师德先进个人1人，校级教学贡献奖获得者1人、教学优秀奖获得者4人。