汽車工程學院位于武漢理工大學馬房山校區，是學校特色學院，創辦于1958年。學院設有車輛工程、能源與動力工程、汽車服務工程3個本科專業，其中車輛工程專業是國家首批一流本科專業建設點、國家特色專業、教育部卓越工程師試點專業，通過了工程教育專業認證；能源與動力工程專業是國家首批一流本科專業建設點、教育部卓越工程師試點專業；汽車服務工程專業是教育部卓越工程師試點專業，通過了工程教育專業認證。
學院擁有動力工程及工程熱物理一級學科博士、碩士點，車輛工程、汽車運用工程和汽車電子工程3個二級學科博士、碩士點（機械工程），車輛工程、動力工程2個碩士專業學位點。動力工程及工程熱物理、機械工程均為湖北省重點學科，并建有博士后研究流動站。學院牽頭的“新能源與智能網聯汽車關鍵技術”作為典型的學科交叉領域，列入學校國家“雙一流”建設的六個重點領域之一。
學院建有現代汽車零部件技術湖北省重點實驗室、新能源與智能網聯車湖北省工程技術中心、燃料電池湖北省重點實驗室、汽車零部件技術湖北省協同創新中心、汽車零部件綠色設計制造與試驗湖北省產業技術創新基地等5個省部級科研基地。學院與武漢市聯合成立武漢新能源汽車工業技術研究院，與隨州市共同組建隨州武漢理工大學工業研究院，與上汽通用五菱、東風等汽車企業聯合建設國家工程實踐教育示范中心和湖北省工程實踐教育示范中心，與美國通用汽車公司聯合建立PACE中心，與英國Ricardo公司聯合建立研究培訓中心。學院與英國帝國理工學院、伯明翰大學、布魯奈爾大學，美國普渡大學、伊利諾伊香檳分校、弗吉尼亞理工學院暨州立大學、俄亥俄州立大學，加拿大魁北克大學三河城分校等建立了密切的人才培養和科技合作關系，以此申報的“新能源與智能汽車關鍵技術研究”創新型人才國際合作培養項目（簡稱“CSC項目”），于2019年獲國家留學基金委立項資助。
學院現有171名教職工，其中專任教師133人，教授24人、副教授73人，博士生導師49人。專任教師獲博士學位比例達90.3%，在國外獲得學位或在國外進修訪問一年及以上占43.2%。學院十分重視教師隊伍建設，大力推進人才的引進與培育。學院現有國家杰青、國務院政府津貼獲得者、“百千萬人才工程”等國家級人才工程入選者多名；湖北省高端人才引領培養計劃第一層次入選者、湖北省教學名師等省部級人才工程入選者多名。通過大力實施學校“15551”人才工程，構建由4名院士“戰略科學家”、3名“學科首席教授”、2名“特色專業責任教授”、9名“青年拔尖人才”和4名“精品課程名師”、9名“青年教學名師”等引領的梯隊完整、結構合理、富于創新的卓越教育人才隊伍體系。
近年來，學院承擔了一大批國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃項目、國家863計劃、國家973計劃、國家科技重大專項、國家科技支撐計劃、科技部國際合作計劃項目、省部級重點科研項目及企業合作項目等，獲得了國家級、省部級科技獎勵多項。根據行業發展與技術進步的要求，學院在汽車零部件現代設計與先進制造、汽車輕量化、電動化、智能化、網聯化、汽車節能減排、汽車服務與產業規劃等研究領域已形成特色與優勢。
學院高度重視人才培養。建成了國家精品在線開放課程、國家視頻公開課、省級精品課程、校級在線開放課程和校級精品課程等優質課程體系，并依托由一汽、東風、上汽、北汽、中國重汽、中汽研等60余家汽車骨干企業組成的汽車行業董事會，建立了一大批校外實習實踐教學基地，為學生專業素質與技能培養提供基礎支撐。建成了1200平米的“引擎”大學生創新創業實踐基地及1000余平米的“新能源與智能汽車夢工場”，形成了“以一大批科技創新團隊為依托，以學生科技創新活動為載體，以大學生科技創新賽事為牽引”的創新創業實踐體系，為學生創新創業實踐能力培養提供有力支撐。每年有超過800名本科生參與各類科技創新活動，超過100名本科生獲得國內外各類科技創新競賽省級以上獎勵。近三年，學院本科生在全國大學生智能汽車競賽中獲得國家一等獎10項、位居全國前列；在大學生（電動）方程式汽車大賽和巴哈大賽中獲得國家一等獎2項、二等獎2項、三等獎5項；在“互聯網+”、“挑戰杯”(創青春)、“節能減排”等其他高水平賽事中均取得優異成績。學院畢業生就業率穩定在97%以上，大部分就業于世界500強企業。學院培養的本科畢業生遍布國內外知名汽車整車、零部件及相關企業，深受用人單位及社會各界的一致好評，為汽車產業特別是中國汽車產業的快速發展和轉型升級做出突出貢獻。
