Để phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế Tỉnh Nam Định, đặc biệt là chiến lược phát triển nền sản xuất công nghệ cao lĩnh vực cơ khí, công nghiệp phụ trợ và nông nghiệp. Khoa Cơ khí Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định xây dựng các hướng NCKH và chuyển giao công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực cơ khí:
1- Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ vật liệu mới vào chế tạo các kết cấu cơ khí trong công nghiệp đóng tàu, máy móc công nghiệp và nông nghiệp;
2- Nghiên cứu ứng dụng các công nghệ hàn tiên tiến, hiệu suất cao nhằm nâng cao năng suất và chất lượng đóng tàu thủy, chế tạo kết cấu cơ khí,..
3- Nghiên cứu mô phỏng và đánh giá khả năng làm việc của các kết cấu kim loại và xây dựng quy trình chế tạo hợp lý,… bằng các phần mềm chuyên dụng;
4- Nghiên cứu chế tạo các hệ thống thiết bị hàn tự động, năng suất và chất lượng cao ứng dụng trong công nghiệp đóng tàu và chế tạo các kết cấu cơ khí;
5- Nghiên cứu ứng dụng và phát triển robot công nghiệp trong sản xuất cơ khí, nông nghiệp,…
6- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy gia công cơ khí tự động: tiện CNC, phay CNC, cắt CNC,… ứng dụng trong sản xuất cơ khí và gia công sản phẩm gỗ mỹ nghệ; sản xuất nông nghiệp;
7- Kết hợp với các doanh nghiệp, các cơ sở sản xuất nghiên cứu giải mã kỹ thuật để thiết kế, chế tạo các thiết bị có tính năng đúng thiết bị ngoại nhập với chi phí thấp; góp phần hỗ trợ các doanh nghiệp trong việc sửa chữa, thay thế, bảo trì bảo dưỡng thiết bị tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả sản suất;
8- Chuyển giao thiết kế và công nghệ chế tạo sản phẩm, thiết bị mới cho các đơn vị trong tỉnh, thành phố;
9- Tư vấn, đào tạo, thẩm định và chuyển giao công nghệ cho các doanh nghiệp trong tỉnh, đặc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ;
10- Nghiên cứu, thiết kế kết cấu vỏ xe ô tô phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Chủ yếu là kết cấu vỏ xe tải, xe du lịch;
11- Nghiên cứu thiết kế phần mềm chẩn đoán phần cơ khí của động cơ và gầm ô tô theo hướng hệ chuyên gia, phục vụ cho công việc chuẩn đoán và sửa chữa mà không cần người thợ bậc cao trực tiếp quản lý.