机械工程学科发展对接国家战略发展需求、国家重点科技研发项目需求以及包装行业发展特殊需求，形成以下五个主要研究方向。
方向一：运载装备及关键件设计理论及应用（对接国家重大装备研发需求，以现代设计方法与应用为主体方向）
研究内容：航空器机翼构型设计与优化、轴承等关键传动件结构性能分析与优化、轨道交通装备关键受载零部件设计与优化、焊接结构疲劳可靠性分析研究以及相关高性能数值计算方法研究。
骨干成员：姚齐水 教授，张勇 副教授，米承继 副教授，余江鸿 教授，邱显焱 副教授，周枫林 副教授，汤迎红 副教授，李兵华 副教授，徐华 副教授，张灵 高级工程师，唐嘉昌 博士，李睿 博士，易永胜 博士，刘涛 博士，杨帆 讲师
目前，该方向主持在研国家自然科学基金重点项目子课题1项（经费90余万元）、省重点研发计划1项、省级项目7项，横向课题进账经费100余万元。已发表SCI/EI论文20余篇，授权发明专利5项。近三年来，获国家教学成果奖1项、湖南省高等教育成果一等奖1项、湖南省科技进步一等奖1项、湖南省科技进步三等奖2项。在建机械设计制造及其自动化国家一流本科专业。
方向二：智能机器人（对接智能制造国家重大战略发展方向，以机电控制和自动化为主体方向）
研究方向：机器人机构设计优化与控制方法研究，流程工业设备自动化集成技术，可穿戴设备柔性敏感元件材料设计、制备与性能表征。
骨干成员：熊勇刚 教授，孙晓 教授，江湘颜 副教授，吴吉平 副教授，贺兵 副教授，罗竹辉 高级工程师，廖海洋 博士，邬移华 讲师，邹培海 讲师
目前，该方向主持在研国家科技重大专项子课题1项、国家自然科学基金1项、教育部科技创新课题1项（熊勇刚）、省级项目3项，横向课题进账经费80余万元。已发表SCI/EI论文10余篇，授权发明专利3项。近三年来，获湖南省科技进步三等奖1项，8858cc永利官网教学成果一等奖1项。建有湖南省研究生培养创新基地1个。
方向三：精密与特种加工（对接特色行业，以特殊功能材料制备和材料成型为主体方向）
研究内容：冲压、注塑等成型工艺研究，功能材料表面覆着处理工艺研究。
骨干成员：丁泽良 教授，廖翠姣 副教授，俞天兰 教授，蔡颂 博士，曾鑫博士，刘新 博士，张展展 博士，刘磊 博士，杨佳 博士，聂宇峰 讲师，卜丹霞 讲师
目前，该方向主持在研国家自然科学基金2项、省级项目5项，横向课题进账经费10余万元。已发表SCI/EI论文10余篇，授权发明专利2项。在建材料成型与控制工程湖南省一流本科专业。
方向四：数字化制造与装备（对接国家重大科技发展方向，以机械制造技术和材料成型为主体方向）
研究内容：机匣、叶片、齿轮等航空装备关键零部件高效切削、高精密磨削加工方法研究，合金等复合材料的电解、激光等特种加工技术研究。
骨干成员：李忠群 教授，何国旗 教授，李文元 副教授，邓根清 副教授，卢定军 高级实验师，明瑞 讲师，周静 讲师
目前，该方向主持在研省级项目2项，横向课题进账经费100余万元。已发表SCI/EI论文8篇，授权发明专利3项。
方向五：现代工业产品设计（对接特色行业，以工业设计为主体方向）
研究内容：面向功能的产品创新设计与应用研究。
骨干成员：何铭锋 讲师，田飞 副教授，刘立维 讲师，邓伊均 讲师，杨森云 讲师，陈建英 讲师，曾莹 讲师
目前，该方向主持在研省级项目2项，横向课题进账经费40余万元，授权发明专利3项、外观新型专利10余项。获得德国红点奖等国际金奖10余项，建有省级培养创新基地1个。
