动力机械与工程教育部重点实验室于2000年8月经教育部批准正式成立，并于2002年开放运行。在2007、2012和2018年教育部组织的工程与材料科学领域教育部重点实验室评估中，实验室连续三次被评选为优秀。

实验室以动力机械及工程国家重点学科为基础，围绕内燃动力机械、燃气轮机、航空发动机、微动力机械、新能源动力系统等问题开展基础与应用研究，逐渐形成了六个具有特色与优势的研究方向：（1）发动机燃烧与动力系统优化，（2）叶轮机械气动热力学与系统性能及仿真，（3）热驱动制冷系统热动力学，（4）微动力系统传热传质，（5）能源储存与催化转换，（6）动力系统燃烧先进测量与诊断。

通过二十多年的团队建设，实验室聚集了一支由国内外知名专家作为学术带头人的研究队伍。现有中国科学院院士1人，中国工程院院士3人，国家“千人计划”学者3人，教育部“长江学者”2人，国家杰出青年基金获得者8人，国家“万人计划”学者4人，国家“青年千人计划”/优秀青年基金（海外）获得者7人，国家优秀青年基金获得者7人，教育部“青年长江学者”4人，国家级奖励获得者14人。

实验室开展能源转化与动力工程的基础与应用研究，承担了一大批国家级与省部级重大、重点项目，以第一完成单位获得国家自然科学二等奖3项、国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖4项。实验室以国家战略需求和学科发展前沿为引导，不断探索提高能源利用效率、减少能源利用过程中污染物排放的基本原理和方法，发展高效、清洁、安全、可靠的替代能源和新能源动力系统，为国家能源可持续发展提供理论和技术支撑。