学部由原材料科学与工程学院、机械工程与应用电子技术学院、激光工程研究院、固体微结构与性能研究所、北京古月新材料研究院整合组建而成。目前学部拥有材料科学与工程、机械工程、光学工程、力学、仪器科学与技术、物理学6个一级学科和资源环境与循环经济交叉学科，材料学和光学工程为国家重点学科，材料科学和机械工程学科均进入QS全球大学学科排名前250名。学部拥有博士后科研流动站4个、北京市重点学科6个、北京市重点建设学科3个、一级博士学位授权学科5个、硕士学位授权学科10个。学部现有国家级工程实验室1个、国家级产学研中心1个、省部级科研基地18个、国家级试验教学示范中心1个、省部级试验教学示范中心1个，国家虚拟仿真实验教学项目1个。