机械制造系统工程国家重点实验室于1989年立项，1995年10月通过验收并对外开放运行。实验室依托由西安交通大学机械制造及自动化、系统工程和管理工程三个国家重点学科共同建设运行。实验室现任主任是李涤尘教授，学术委员会主任是谭建荣院士(浙江大学)。现有四个研究室：先进制造理论及技术研究室、制造信息化与制造系统工程研究室、装备制造与集成研究室、先进制造系统的管理与决策研究室。
实验室现有在编固定人员66名,正教授58,副教授8人。研究人员中包括中国工程院院士4人，IEEE Fellow1人，***计划特聘教授5人，973首席科学家3人，国家***获得者5人，***8人，***讲座教授1人，教育部跨世纪优秀人才14人，全国优秀优秀博士论文获得者4人。国家自然科学基金委员会创新群体1个，有3个研究团队获得教育部***创新团队。
近年来，实验室围绕机械制造系统工程的前沿方向和国家需求，在学科前沿研究方面，重点在增材制造、微纳制造、生物制造方面开展了具有学科交叉特色的研究工作。在服务于国家需求方面，结合国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”(简称04专项)计划，发展高速高效加工、高性能精密测量、高精度装配等技术，支撑我国装备制造技术的提升，倡导与实施“服务型制造”，推进制造业从传统的生产型向生产服务型发展，建立设计制造、网络服务相结合的服务型制造运行模式和实施方法。相关基础研究和工程应用形成了本实验室的发展特色，使得实验室在国内外保持了良好的学术声誉和活力。
实验室有约3万平方米的集中实验室区域，有70多台大型仪器设备，建立了网上预约的开放服务体系，通过了实验室资质认证(CMA)，为社会提供仪器设备的开放服务。实验室支撑高端制造装备协同创新中心和快速制造国家工程研究中心发展，参加国家自然科学基金委员会“纳米制造”重大计划联合实验室工作。建立了军工质量保证体系军工保密体系。通过“111引智计划”开展“微纳制造与纳米测试”国际合作，加强了国际合作交流，提升了实验室的科技创新能力和服务支撑能力。
