中国机械科学研究总院集团有限公司(以下简称中国机械总院)的前身是机械工业部机械科学研究院，成立于1956年新中国建设时期。1999年按照“国科发政字(1999)197号文”的要求，将原机械工业部直属的从事基础共性技术研究与开发的一批研究所划入机械总院整体转制为中央直属企业， 2003年机械总院成为国资委监管的中央直属科技型企业集团。2006年更名为机械科学研究总院。2017年，机械科学研究总院公司制改制，更名为机械科学研究总院集团有限公司。2021年更名为中国机械科学研究总院集团有限公司。
中国机械总院实行以产权为纽带的母子公司式集团管理体制，总部定位为战略中心、投资中心和管理中心，各直属单位定位为技术中心、利润中心。集团拥有哈尔滨焊接研究院有限公司、沈阳铸造研究所有限公司、郑州机械研究所有限公司、武汉材料保护研究所有限公司、中机第一设计研究院有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司、北京机电研究所有限公司、中机寰宇认证检验股份有限公司、机科发展科技股份有限公司、中机生产力促进中心、北京机科国创轻量化科学研究院有限公司、机械科学研究总院江苏分院有限公司、机械科学研究总院海西(福建)分院有限公司、机械科学研究总院青岛分院有限公司、工研资本控股股份有限公司、中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司、云南省机械研究设计院、山西省机电设计研究院有限公司等18家全资(控股)子公司，有院务工作部、科技发展部、产业发展部、行业发展部、战略投资与运营部、人力资源与干部部、财务管理部、审计与法律风控部、党群工作部、纪检监察机构、巡视办公室等11个职能管理部门以及机械工业档案馆、物业服务中心2家直管单位。
