機械設計制造及其自動化（中美合作）專業(yè)，于2003年與美國戴頓大學工程學院合作舉辦，在培養(yǎng)模式上吸收并采用了國外高等教育的先進理念和教學手段，利用美國在現(xiàn)代機械設計、制造及信息技術等方面具有的領先優(yōu)勢，把合作辦學的目標定位在培養(yǎng)具備寬闊的國際視野，較強的跨文化交流能力和理解能力，能夠在全球化背景下的機械設計制造及其自動化以及相關領域內從事科學研究、設計開發(fā)、運行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高素質人才。

本專業(yè)采取“3+1”的培養(yǎng)模式，即前三年在國內學習，最后一年可以申請去美國戴頓大學工程學院學習，成績合格可獲得雙方學校的學位證書和上海師范大學的本科畢業(yè)證書。對第四年在美國完成學業(yè)的學生，若選擇繼續(xù)在戴頓大學攻讀研究生將不需要GRE成績。

截至目前，合作項目內第四年赴美學習的同學絕大部分都能夠繼續(xù)在戴頓大學深造，獲得碩士甚至博士學位。