Tα τμήματα στόχο έχουν την ανάδειξη επιστημόνων που θα ασχοληθούν με την μελέτη, την παραγωγή, την εγκατάσταση και την επίβλεψη μηχανολογικού εξοπλισμού σε οικοδομές, σε βιομηχανίες, σε τεχνικά έργα κ.ά.

Σύμφωνα με το σύστημα σπουδών του ΕΜΠ, η φοίτηση διαρκεί δέκα (10) εξάμηνα. Από αυτά, τα 1ο, 3ο, 5ο, 7ο και 9ο είναι χειμερινά, και τα 2ο, 4ο, 6ο, 8ο και 10ο εαρινά. Από τα δέκα εξάμηνα σπουδών, τα εννέα πρώτα είναι αφιερωμένα στην παρακολούθηση μαθημάτων (παραδόσεων, φροντιστηριακών ασκήσεων, εργαστηρίων, σεμιναρίων κλπ.), ενώ το δέκατο στην εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας.
Στα πρώτα τέσσερα εξάμηνα των σπουδών ο φοιτητής αποκτά το απαραίτητο υπόβαθρο πάνω στο οποίο στηρίζονται τα τεχνολογικά μαθήματα των επόμενων εξαμήνων. Τα μαθήματα των αρχικών εξαμήνων είναι αυτά που ξεχωρίζουν τις γνώσεις πανεπιστημιακού επιπέδου από τις εμπειρικές γνώσεις εφαρμογής. Μόνο χάρη σ' αυτά τα αρχικά μαθήματα μπορούν να αναπτυχθούν τα μαθήματα των πιο προχωρημένων εξαμήνων με επιστημονική πληρότητα.
Από το πέμπτο εξάμηνο αρχίζει η σταδιακή διαφοροποίηση του προγράμματος, ανάλογα με τον κύκλο σπουδών επιλογής του φοιτητή. Ο ολοένα και μεγαλύτερος αριθμός των προσφερόμενων κατ' εκλογήν υποχρεωτικών μαθημάτων επιτρέπει στον φοιτητή να διαμορφώσει ατομικό πρόγραμμα σπουδών προσαρμοσμένο στις προσωπικές προτιμήσεις του. Η αλλαγή από ένα κύκλο σπουδών σε ένα άλλο είναι δυνατή, ύστερα από αίτηση του φοιτητή και έγκριση του Διοικητικού Συμβουλίου, όμως ο φοιτητής υποχρεούται να παρακολουθήσει όλα τα μαθήματα εμβάθυνσης του άλλου κύκλου.

Εξάμηνο 1ο
Μαθηματικά Ι, Φυσική Ι, Ιστορία των Επιστημών και της Τεχνολογίας, Στοιχεία Κοινωνιολογίας, Εισαγωγή στη Φιλοσοφία, Πολιτική Οικονομία, Mηχανική Ι, Μηχανολογικό Σχέδιο Ι, Μηχανολογικό Σχέδιο Ι (Εργαστήριο), Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές, Εισαγωγή στη Μηχανολογία, Τεχνικά Υλικά Ι, Αγγλική Γλώσσα, Ιταλική Γλώσσα, Γερμανική Γλώσσα, Γαλλική Γλώσσα

Εξάμηνο 2ο
Μαθηματικά ΙΙ, Φυσική ΙΙ, Μηχανική ΙΙ, Μηχανολογικό Σχέδιο ΙΙ, Μηχανολογικό Σχέδιο ΙΙ (Εργαστήριο), Λειτουργικά Συστήματα και Γλώσσες Προγραμματισμού, Τεχνικά Υλικά ΙΙ, Αγγλική Γλώσσα, Ιταλική Γλώσσα, Γερμανική Γλώσσα, Γαλλική Γλώσσα

Εξάμηνο 3ο
Θεωρία Πιθανοτήτων και Στατιστική, Μαθηματικά ΙΙΙ, Μηχανική ΙΙ (Μηχανική του Παραμορφώσιμου Στερεού), Βασική Αριθμητική Ανάλυση, Μηχανική ΙΙΙ (Κινηματική-Δυναμική-Στοιχεία Ταλαντώσεων), Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Συστήματα, Εισαγωγή στη Μηχανουργική Τεχνολογία, Αγγλική Γλώσσα, Ιταλική Γλώσσα, Γερμανική Γλώσσα, Γαλλική Γλώσσα

Εξάμηνο 4ο
Πειραματική Αντοχή Υλικών και Εργαστήριο, Μαθηματικά ΙV (Μιγαδικές συναρτήσεις), Τεχνολογική Οικονομική, Θερμοδυναμική Ι, Μηχανισμοί, Στοιχεία Μηχανών Ι, Ηλεκτρομηχανικά Συστήματα Μετατροπής Ενέργειας, Μηχανική Ρευστών, Αγγλική Γλώσσα, Ιταλική Γλώσσα, Γερμανική Γλώσσα, Γαλλική Γλώσσα

Εξάμηνο 5ο
Εφηρμοσμένα Μαθηματικά, Οργάνωση Παραγωγής & Διοίκηση Επιχειρήσεων Ι, Βάσεις Δεδομένων, Προγραμματιστικές Τεχνικές και Δομές Δεδομένων, Θερμοδυναμική ΙΙ, Στοιχεία Μηχανών ΙΙ, Μετρήσεις Τεχνικών Μεγεθών & Εργαστήριο, Μηχανική Ρευστών ΙΙ, Κατεργασίες Ι & Εργαστήριο

Εξάμηνο 6ο
Ειδικά Κεφάλαια Φυσικής, Οργάνωση Παραγωγής & Διοίκηση Επιχειρήσεων ΙΙ, Παίγνιο Επιχειρήσεων, Μεταφορά Θερμότητας Ι, Μηχανές Εσωτερικής Καύσης Ι & Εργαστήριο, Θεωρiα Καύσης & Εργαστήριο, Δυναμική Μηχανών, Υδραυλικά και Πνευματικά Συστήματα, Φυσικές Αρχές & Τεχνολογικές Εφαρμογές, Υδροδυναμικές Μηχανές Ι & Εργαστήριο
Αεροδυναμική
Περιβαλλοντική Ρευστομηχανική
Λογισμικό Θερμοδυναμικής
Κατεργασίες ΙΙ & Εργαστήριο

Εξάμηνο 7ο
Επιχειρησιακή Ερευνα Ι, Εφηρμοσμένη Βιομηχανική Στατιστική, Εισαγωγή στο Μάρκετινγκ, Ατμοπαραγωγοί Ι, Μεταφορά Θερμότητας ΙΙ, Λογισμικό Θερμοδυναμικής, ΜΕΚ ΙΙ, Μετρητικά Συστήματα & Εργαστήριο, Λογισμικό Θερμοδυναμικής, Εισαγωγή στη Θεωρία και Τεχνολογία Αυτομάτου Ελέγχου, Ανάλυση Μηχανολογικών Κατασκευών Ι, Μετρητικά Συστήματα, Λογισμικό Κατασκευών, Πυρηνική Τεχνολογία Ι, Ειδικά Κεφάλαια Πυρηνικής Τεχνολογίας Ι, Μονοδιάστατη Ανάλυση των Θερμικών Στροβιλομηχανών, Υπολογιστική Ρευστομηχανική, Αεροδυναμική του Αεροσκάφους, Υδροδυναμικές Μηχανές ΙΙ, Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών, Εισαγωγή στο Αεροσκάφος, Κατεργασίες ΙΙΙ & Εργαστήριο, Εισαγωγή στο Αεροσκάφος

Εξάμηνο 8ο
Επιχειρησιακή Έρευνα ΙΙ, Μελέτη Εργασίας και Στοιχεία Εργονομίας, Προγραμματισμός & Έλεγχος Παραγωγής Ι, Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης στην Παραγωγή, Φαινόμενα Μεταφοράς, Ψύξη Ι & Εργαστήριο, Κλιματισμός & Εργαστήριο, Αντιρρυπαντική Τεχνολογία Θερμικών Εγκαταστάσεων, Σχεδιασμός Μηχανολογικών Κατασκευών Ι, Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου και Ρυθμίσεως Μηχανών, Ελαφρές Κατασκευές, Ανάλυση Μηχανολογικών Κατασκευών ΙΙ, Σχεδιασμός για Βέλτιστη Συναρμολόγηση, Βιομηχανικά Ηλεκτρονικά, Κατασκευή Οχημάτων Ι, Πυρηνική Τεχνολογία ΙΙ, Πειραματική Πυρηνική Τεχνολογία, Αεροδυναμική του Συμπιεστού Ρευστού, Μη-μόνιμη Αεροδυναμική, Αρχές Αεροπορικών Κινητήρων, Θερμικές Στροβιλομηχανές σε Τρεις Διαστάσεις, Υδροδυναμικές Εγκαταστάσεις, Κατεργασίες ΙV & Εργαστήριο, Καταπόνηση Αεροπορικών Κατασκευών

Εξάμηνο 9ο
Στοιχεία Δικαίου και Τεχνικής Νομοθεσίας, Τεχνολογία Καυσίμων και Λιπαντικών, Εργαστήριο Επιχειρησιακής Έρευνας, Εργονομία, Προγραμματισμός και Έλεγχος Παραγωγής ΙΙ, Ειδικά Κεφάλαια Τεχνολογικής Οικονομικής, Καύση και Nύπανση Εμβολοφόρων ΜΕΚ, Συσκευές και Εγκαταστάσεις Θερμικών Διεργασιών, Ατμοπαραγωγοί ΙΙ, Υπολογιστικές Μέθοδοι Φαινομένων Μεταφοράς, Ηλιακή Ενέργεια, Ειδικά Κεφάλαια Ψύξης & Εργαστήριο, Καύση, Ρύπανση Αεροπορικών Κινητήρων, Μεταφορικές και Ανυψωτικές Μηχανές, Κατασκευαστική Μελέτη, Δυναμική Πτήσης, Λειτουργική Αντοχή Αεροπορικών Κατασκευών, Σχεδιασμός Μηχανολογικών Κατασκευών ΙΙ, Μικροϋπολογιστές και Ψηφιακός Έλεγχος, Βιοϊατρική Τεχνολογία, Κατασκευή Οχημάτων ΙΙ, Ειδικά Κεφάλαια Πυρηνικής Τεχνολογίας ΙΙ, Βιοϊατρική Τεχνολογία, Αιολική Ενέργεια, Μαθηματικές και Υπολογιστικές Μέθοδοi στην Αεροδυναμική, Λειτουργία Αεριοστροβίλων και Ατμοστροβίλων, Λειτουργικά Αεροπορικών Κινητήρων, Συνεκτικές Ροές στις Στροβιλομηχανές, Βιο-ρευστομηχανική, Συστήματα Κατεργασιών, Υλικά Αεροπορικών Κατασκευών