メカトロニクス、エレクトロニクスなどの最先端分野で必要とする加工・処理技術において、 精度、品質、能率に関して加工原理にまで遡った基礎的な研究、それらを生産技術に応用するためのシステム・ 条件などの研究、 それらの周辺技術の研究、更に部品、装置の製作といった技術応用などを研究テーマに取り上げています。

近年では多軸制御切削加工における計算機支援（ＣＡＭ、ＣＡＰＰ）、金属積層造形、空間計測をもとにした生産現場の支援技術の開発、医療用特殊素材（樹脂材料、貴金属材料）の精密加工等を行っています。 

機械工作研究室は、１９６３年の工学部設立時より地域産業に関連する鋳造技術を専門分野とした教育研究体制が手嶋立男、梅村晃由によって進められました。
両氏の長岡技術科学大学への異動後、１９８０年になって逓信省電気試験所電子加工部長と(株)東芝生産技術研究所所長を歴任した小林昭が担当教授とし招聘され、１９８２年に河西敏雄が助教授として日本電信電話公社電気通信研究所より移籍し、教育研究内容が大幅に変革して変形加工、変質加工（表面処理、材料処理）といった広い分野の材料加工を取り扱うようなりました。また、先端産業を支える超精密加工や特殊な高エネルギー加工を研究専門分野とする体制になりました。
１９８７年からは河西敏雄が当研究室を引き継ぎ、これまでの路線に沿って発展させました。また、堀尾健一郎が(株)日立製作所生産技術研究所より着任し、超精密切削、研磨加工に関する研究を開始しました。
２００１年には武澤英樹が着任して精密放電加工の研究を行い、同氏の工学院大学への異動後、２００６年には金子順一が、２０１８年には阿部壮志が着任しています。
２０２４年現在、機械工作研究室では、金子順一教授を中心として、阿部壮志准教授、山崎次男技師長の３名の教職員が、研究員１名、博士後期課程２名、博士前期課程１７名、学部学生９名とともに研究に携わっています。