機械システム工学の役割は、自動車エンジンを例にとるなら、動力機関としての性能向上だけでなく、エンジンを自動車の一要素と見なし、環境と利用者ニーズの両方を満たす方法を考えること。本学科では、機械工学はもちろん、設計工学、制御工学、電気電子工学などを実践的に学ぶことで、自然など周辺環境と機械との共存・調和を目指し、社会ニーズに応える最適なシステムや活用法を生み出せる技術者を育成します。

従来の機械工学分野だけでなく、設計工学、制御工学、電気電子工学などを体系的かつ体験的に学習します。

X線、放射光および中性子を用いた機械構造材料・機能性材料中の応力やひずみの解析と材料の破壊･強度機構の解明の研究を通して、機械工学、特に機械設計に関する基礎を固めながら、応用力と専門性を追求します。

熱･流体に関わる多様なテーマを工学･医学的な視点で探究。特に、自動車の空気力学特性、冷却特性、ターボ機器特性、自動車室内の温熱環境や快適性といった工学分野や、脳動脈瘤や心臓･血管内の流動といった医学分野に力を入れて研究を進めています。

制御工学を駆使して、移動ロボットや建設機械などの高性能化･省エネ･安全性向上に取り組んでいます。具体的には、脚と車輪の両方を有する移動ロボットの最適車輪配置による安定性の向上や、予測に基づく衝突回避技術の確立などを研究しています。

パルス超音波による帯電計測法とベアリングレスモータを中心に開発しています。また、開発した計測技術を使って、人工衛星などに使用される高分子材料の帯電や放電に関する研究や、摩耗のないロボット関節に適したモータの開発を行っています。

機械工学と機械システム工学との違いは、対象物が“システム”である点です。
本講座では、工学システムの典型である宇宙機システム（宇宙で利用されている人工衛星やロケット等の工学システム）を対象に研究を行っており、安全かつ安価な推進システムの研究開発、小型ロケットシステムの開発、人工衛星の帯電･放電現象の実験およびシミュレーションを実施しているほか、JAXAと共同で、人工衛星用超軽量展開構造（通信アンテナや太陽電池パドル）の研究も実施しています。

実世界に働きかける機能を持つ知能化システムであるロボットの運動制御技術を研究しています。現在は、人型ロボットの全身協調による作業動作の実現と、人間 の姿勢維持に基づく高度なバランス制御、MMMコンセプトに基づくモジュラーホームロボットの開発、日用品を扱うための双腕ロボットの自律的な動作生成と運動制御を主な研究課題としています。またこれらの基本となる、動力学と拘束を考慮した多体系の運動制御法や振動抑制理論の研究には多くの実績があり、それらを適用した宇宙ロボットシステムの開発や、多体系の実時間動作生成とその制御にも力を入れ、独自のロボットシステムを実現することを目指しています。

活躍の場は、一般企業、民間研究、教育機関・団体、官公庁・自治体など様々。基礎研究、メカトロニクス設計、機械・機構・実装設計、システム設計・管理、工作機械設計、制御技術設計、生産技術・管理・プロセス、品質検査・管理・保証、マネジメントなどに携わります。