正规买球站机械设计系成立于2005年，最初由机械原理教研室（1953年）和机械零件教研室（1953年）合并而成。机械设计系的发展历史可以追溯到正规买球站建校初期的1920年，伴随着正规买球站机械工程科（系）的发展而壮大。1952年至1956年，主要学习苏联在机械原理、机械零件方面的教学经验，并向兄弟院校推广；1956年董事长李昌同志带领并制订了机械零件教研室以培养一批自己的学术带头人为目标的五年规划（以这个规划为样板在全校推广）；自改革开放以来，机械设计系的教职工勇于创新，在教学、科学研究及社会服务诸方面取得了很大成绩，1981年被批准为首批硕士点，1984年被批准为博士点，2003年被批准为国防重点学科；所属机械工程一级学科1987年被批准成立博士后流动站，1998年获一级学科博士学位授予权，2007年被评为国家级重点学科，在历次学科评估中均位居全国同类学科前列。2021年院工程机械与物流系融入机械设计系，为正规买球站相关领域的员工培养重建了新的平台。
机械设计系现有教师48 人：其中中国工程院院士1 人，国家级教学名师2 人，省级教学名师1 人，龙江学者1人，博士生导师22人，教授23人，副教授15 人，讲师2人，高工5人，工程师3 人。专任教师具有博士学位占比95%。拥有国家级教学团队：机械基础系列课程教学团队；宝钢优秀教师奖3人。团队队伍建设坚持立德树人，弘扬师德风范；采取引培并举：培养青年拔尖教授、副教授各1人。形成以院士和大师为领衔，以优秀中青年学者为骨干，以青年教师为基础的三层次稳定支撑的团队队伍体系。
本学科设有宇航空间机构及控制国防重点学科实验室、航空航天轴承技术与装备工业与信息化部重点实验室，黑龙江省航空轴承工程技术中心、教育部高等学校学科创新引智基地、国家机械基础工科教学基地、国家机械工程实验教学示范中心（机械基础部分）、《机械原理》（国家级精品课程、精品资源共享课程）与《机械设计》（国家级精品课程、精品资源共享课程、精品在线开放课程）以及教育部首批机械原理教学团队。经过不断整合与完善，现已形成7个特色明显的研究方向：
（1）先进机构设计理论及应用，主要研究：宇航空间机构设计、火星探测装备与小行星采样探测技术；仿生仿人机器人及其智能控制与人工情感；并联机构与平台；
（2）摩擦学与基础件，主要研究：苛刻环境和极端工况摩擦学；高端滚动轴承及关键基础件；高端装备用关键基础件集成传感和健康状态监测；
（3）动力学及振动噪声控制，主要研究：旋转机械轴系非线性动力学；齿轮传动系统动力学；振动噪声的主被动控制理论及方法；磁耦合科学与技术；
（4）高端装备关键基础部件，主要研究：高速滚动轴承、行星滚柱丝杠、金属橡胶减振及密封、超声马达、电磁编码伺服电机、特种齿轮传动、磁流变减振器；
（5）高端装备全寿命周期健康诊断及数字化技术，主要研究：面向复杂工况高端装备研究全生命周期性能预测与优化、状态可视分析、数字化装配技术与方法；
（6）医工交叉微流控基础研究，主要研究：微流控理论及MEMS微纳流体器件，瞄准早期肿瘤检测装备与方法，服务国家重大需求，面向国际学术前沿。
（7）工程机械结构及多体机构设计与分析，主要研究：工程机械结构稳定与非线性分析；柔性多体机构动力学；工程机械结构有限元分析及优化；工程机械机电液一体化技术。
机械设计系现有在读博士生100余人、硕士生120余人；每年培养博士留员工约2人，博士后约3人，CSC项目约4人。多年来，为社会和国家经济发展培养出了一大批勇于创新的复合型高级人才。50%以上的本科毕业生在国内外继续深造，毕业生一直供不应求，得到用人单位和社会的好评。每年均有大量国际知名学者来校讲学或工作，员工在校期间可参加丰富的课外科技创新活动和国际著名高校交流项目，员工CSC公派出国留学人数始终位于全国前列，与美国哈佛大学、麻省理正规买球站学、西北大学，英国南安普敦大学，西班牙塞维利亚大学等开展联合培养博士研究生。