中國科學技術大學工程科學學院成立于1998年，由當時的 力學和機械工程系、精密機械與精密儀器系以及熱科學和能源工程系組成。伍小平院士、崔爾杰院士先后擔任過本學院院長，現任院長為杜善義院士。力學和機械工 程系原名近代力學系，系功勛科學家錢學森院士于1958年創建，并任系主任直至1978年;1992年更名為力學和機械工程系，2007年恢復為近代力學 系。熱科學和能源工程系的前身——工程熱物理系為著名科學家吳仲華院士于1958年創建，并任系主任至1960年;此后該系撤銷，且作為工程熱物理專業并 入近代力學系;1983年該專業恢復成為工程熱物理系，1992年更名為熱科學和能源工程系。精密機械與精密儀器系為1978年在近代力學系基礎教研室的 基礎上創建的;而該教研室的前身則是1958年建校時成立的校機電工程教研室(承擔全校工程基礎教學)的機械教研組，該教研組于1963年并入近代力學 系。2004年依托我校火災科學國家重點實驗室而建立的安全科學與工程系，掛靠在工程科學學院;2001年按錢學森先生倡導成立的中國科學院材料力學行為 和設計重點實驗室也屬工程科學學院。
工程科學(Engineering Science)也稱技術科學，屬于應用科學層次，是自然科學和工程技術之間的橋梁�？拼蠼ㄐr諸多的系科定位于工程科學，這些系科與傳統的工學院的相關 系科是不同的。前者面向工程科學，主要培養解決工程中科學問題的研究型人才;后者直接面向工程技術，主要培養工程技術人才。實際上，設置諸多的工程科學類 型的系科，是科大先進的辦學思想之一——“科學與技術相結合，理與工相結合”的重要組成部分�，F代科學技術的進步，特別是高新技術的飛速發展，給工程科學 的發展注入了新的活力，也向工程科學提出了新的挑戰。工程科學學院就是在這樣的背景下組合相關的系科而成立的，旨在整合有限的資源，促進學科之間的交叉融 合，尤其是促進工程科學與高新技術之間的交叉融合。
近五十年來，工程科學的相關系科及其專業設置已經發生了諸多的變革，但這些變革始終沒有偏離科大另一個先進的辦學思想——“面向科技前沿、重基礎、寬口徑地 培養研究型科技人才”。所謂“重基礎、寬口徑”是指重視數理基礎和工程基礎;但基礎科學(理科)和工程科學的系科對工程基礎的要求程度是不同的，前者側重 工程基礎知識，后者不僅要求掌握工程基礎知識，還要求具備相當的工程技術能力。工程科學學院成立后，整合了原有相關系科的教學實驗室，充分利用學校投資建 立了工程基礎實驗教學中心，該中心更多更系統地體現了高新技術對工程基礎的滲透，從而促進了工程基礎教學的發展。所謂的“面向科技前沿”是指讓高年級學生 以選修課的方式，以及去相關的前沿科研實驗室(中科院或本校的)參加一定的科研實踐;這樣不僅能開拓學生的視野，接觸科技前沿，而且能夠鍛煉學生的實際工 作能力，更有利于培養學生“理實交融”的品格。目前工程科學學院設有5個本科專業(參見相關系科的介紹)，即理論與應用力學、機械設計制造及其自動化、測 控技術與儀器、熱能科學和動力工程專業以及安全科學工程專業。理論與應用力學專業為全國僅有的兩個理科力學人才培養基地之一。在科大諸多先進的辦學思想指 導下，在中國一代工程科學宗師的直接指導下，較快地形成了科大工程科學系科鮮明的辦學特色，培養了一大批深受社會認可和歡迎的優秀的本科畢業生。畢業于六 十和七十年代的本科生主要進入中科院相關研究所、國防尖端部門和國家主要的產業和事業部門，并成為這些單位的骨干、學術或技術帶頭人或領導人，為國防尖端 事業做出了重大貢獻;有6名畢業生當選為兩院院士。八十年代以后畢業的本科生中，有70%以上進入國內外著名大學、研究機構深造，其余直接參加工作，他們 均成為各行各業的棟梁，甚至國內外有影響的人物。