山東大學機械設計及理論研究所前身為機械原理及機械零件教研室（組），始建于1952年。所在的機械設計及理論學科于1981年8月首批獲得碩士學位授權，2000年12月獲得二級學科博士學位授權。依托機械設計及理論研究所2018年5月批準成立新工科專業“智能機器人與智能裝備”。

機械設計及理論學科及“智能機器人與智能裝備”新工科專業主要面向國家和山東省經濟社會發展需求，培養具有堅實的基礎理論、系統的專門知識和必要的實踐技能，能從事機械綜合設計、制造與檢測，智能機器人設計、制造與研發工作的高等工程技術人才。
研究所現有教職工12人，其中教授5人、副教授5人、副研究員1人、助理研究員1人。12人具有博士學位、9人具有國外學術背景，1人入選新世紀優秀人才計劃。

機械設計及理論研究所長期以來形成了“現代設計方法及理論”、“數字化設計及虛拟樣機技術”、“機械振動噪聲分析、監測與控制”和“新能源轉換技術與設備節能設計理論”四個主要研究方向，承擔了多項國家科技重大專項、973、863、國家自然科學基金項目、國防預研項目、教育部及山東省和企業等資助的重大課題。其中部分項目通過科技成果轉化，創造良好的經濟和社會效益。機械設計及理論學科2011年6月批準為“山東省重點學科”。

在本科生教學方面，做到理論與實際相結合，抓好各個教學環節，關心青年教師成長，注重教學法創新與傳承，所承擔的《機械原理》和《機械設計》多次被評為省、校級優秀課程。

在研究生培養方面，重視基礎理論學習和實踐技能的培養，完善了研究生培養計劃和培養體系，強化培養過程，近年獲批1篇山東省優秀博士學位論文獎、1篇山東大學優秀博士學位論文獎和6篇山東大學優秀碩士學位論文獎。
主要研究方向：
1. 現代設計方法及理論
主要研究摩擦學與磨粒加工技術、機械結構與系統動力學、複雜機械系統的可靠性分析與預測。
2. 數字化設計與虛拟樣機技術
主要研究機械系統的CAD/CAE技術、新型高性能刀具材料數字化設計與切削仿真、産品信息建模及制造過程仿真技術。
3. 機械振動噪聲分析、監測與控制
主要研究機械設備與結構的振動/噪聲行為分析及其控制技術、機械設備的在線監測及其故障診斷技術、機械系統動力學與控制。
4. 新能源轉換技術與設備節能設計理論
主要研究生物質能源轉化技術與裝備設計制造、傳動系統高效節能設計理論與方法、機械系統的結構分析/優化設計及計算機仿真技術。