清华大学机械工程实验教学中心以培养机械工程相关专业学生创造能力、综合运用知识能力和工程素养为核心任务。中心下设机械分中心、精密仪器分中心及汽车工程分中心三个分中心，现有专职实验员19名，以及相关任课教师共36名。每年承担全校机类近机类和非机类相关专业80余门课程的教学实践环节，涵盖了机械工程、光学工程、仪器科学与技术、航空宇航科学与技术、动力工程及工程热物理等机械类本科生、研究生从基础到专业各个阶段的的教学实践课程。其中的典型课程包括：国家级精品资源共享课，如“机械制图”“有限元分析”；国家级精品课，如“机械制图”“机械原理”“制造工程”“材料加工”“测试与检测”“控制工程”“汽车理论”等。中心参与编撰维护的教材包括：《机械原理教程》、《机械原理辅导与习题》、《机械设计教程》、《机器人机构自由度分析理论》、《康复工程与生物机械学》、《机械设计综合实践》、《机械系统动力学》、《机械基础实验技术》……中心与国际一流企业合作建立了多个校企联合教学实验室，包括：清华大学-Autodesk数字创新实验室、清华大学-英飞凌汽车电子教学联合实验室、清华大学-美国国家仪器公司虚拟仪器联合教学实验室等。

中心每年接待约4000名学生，近10万人时的教学实践任务，覆盖了全校39个院系。同时也培养了众多学子在国内外大赛中取得佳绩，如机器人世界杯(RoboCup)，ASME机构与机器人设计大赛等。每年主办多项学生科技竞赛，如“机械创新设计大赛”“新生机械创意大赛”“机械迷城大赛”“光电设计大赛”“仪器设计大赛新生赛”“全国优秀中学生科学与工程挑战赛（智能设计与制造挑战赛/汽车造型设计与智能车挑战赛）”等。