上海理工大学早在1984年就取得了机械设计及理论硕士学位授予权，1986年取得了机械制造及其自动化硕士学位授予权，1996年取得机械电子工程硕士学位授予权，并与2006年取得机械工程一级学科硕士学位授予权及车辆工程硕士学位授予权，涵盖了机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程和车辆工程四个二级学科。此外分别于1998年和2009年取得机械工程和车辆工程领域硕士专业学位授予权。
1. 080201机械制造及其自动化
本硕士点建于1986年（原名为机械制造），经过20多年的研究和发展，逐步在精密及超精密工程、微细加工技术、特种加工技术与设备、CAD/CAM、生产系统自动化、机电控制及检测技术、精密测试技术、机械系统CAD动态设计、模具设计、制造系统及先进制造模式分析形成了自己的特色和学科优势，并取得了丰硕的成果，先后完成了多项国家级、原机械部、上海市教委、上海市科委等基金项目，多次获得省、市、部级科研成果一、二、三等奖，在国内外学术刊物和学术会议上共发表论文几百篇，出版专著和教材十几本，已培养硕士研究生百余人。
目前，本学科有硕士生导师21名。拥有精密机床实验室、数控实验室、机器人实验室、CAD中心、机电控制实验室、液压系统实验室和微细加工技术研究所、材料成型仿真与模具研究所、汽车工程研究所、精密机械研究室、金属表面合金研究室等研究机构。有较好的教学、实验和科研条件。
本学科与机械电子工程、机械设计及理论、检测技术与自动化装置、控制技术、计算机与信息技术、管理科学、系统工程、工业工程等学科相互联系、相互渗透、相互推动而发展。
2. 080202机械电子工程
机械电子工程是将机械学、电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性学科。机械与电子、计算机以及控制等技术有机结合而产生的新理论、新技术、新系统和新产品，在国民经济各领域机电一体化设备以及生产过程自动化中，得到了广泛的应用，对科技的发展起着重大促进作用。本学科培养满足科技发展要求的机电复合型高级专门人才。
本学科与机械制造及其自动化、检测技术与自动化装置、计算机应用技术、电子学、控制技术等学科相互联系、相互渗透、相互推动而发展。
3. 080203机械设计及理论
本学科将在工学硕士层次上培养从事机械设计、机械系统性能分析以及机械与建筑结构静、动力学分析与计算和相关理论研究的人才。
机械是一个广泛的概念，它既包括机器、又包括机构。机器和机构的用途以及相关的理论随着日新月异的市场需求在不断地发展。要适应这种发展，研究和设计人员就必须及时地更新自己的知识结构，而且要求超前于这种发展。所以本学科不采取以一种或一类特定的机械为对象的培养模式，而是要求研究和设计人员具有坚实宽广的基础，这样，在面临一项新任务时能迅速获取新知识、建立新方法，最后有效地完成好新任务。这些基础主要包括弹性力学、近代振动理论、摩擦学、高等机械设计、有限元方法、计算机及网络技术基础、相关的数理化基础以及国际交流必需的外语基础。
任何机械设计要转化为生产力，都必须有机械制造过程，此外，机器与机构的运动控制离不开电子技术，因此，本学科与机械制造及其自动化和机械电子工程两个学科相互依存、相互渗透，共同构成机械工程一级学科的基础部分。
4. 080204车辆工程
汽车工业在许多发达国家都是支柱产业。当今世界科技的发展，使得汽车在新能源、新材料和电子技术等领域获得高科技支持与突破。为了适应国家和上海汽车工业的快速发展，学校的车辆工程硕士点，主要在汽车现代设计理论、汽车电子控制技术、发动机性能研究与排放控制、汽车检测与故障诊断等多个方向上培养从事汽车研发与制造的高层次技术人才。
本学科教师梯队结构比较合理，团队精神很强，现有教授6人，副教授11人，讲师5人。本学科依托中国机械工业“汽车底盘零部件强度与可靠性评价重点试验室”和“中美汽车可靠性联合研究中心”，可用于科研的设备仪器总值2000余万元。近5年，在各种学术期刊发表论文200余篇。目前分别承担国家自然科学基金、上海市科委基础研究重点基金、上海汽车工业发展基金、上海市教委发展基金等方面的纵向研究任务以及30余项企业的横向开发任务，并与多家企业建立了联合研发中心。
