國立台北科技大學車輛工程系前身為台灣省立台北工業專科學校機械工程科汽車組，創始於民國五十年九月，民國八十六年本校改制為國立台北科技大學時，正式由機械系之汽車組獨立成立國立台北科技大學機電學院車輛工程系。本系教育目標為「因應工業科技與社會環境之發展趨勢，以培育車輛相關產業所需專業工程人才為宗旨」。本系（所）大學部之教育規劃除加強車輛工程基礎課程之訓練外，並充實三個專業領域（設計與分析、動力與能源、機電與控制）由淺入深且兼顧廣度和深度之核心課程。此外，為充實實習及實驗內涵，以加強學生之實作及創作能力，本系除了系內多門課程內容實習外，亦利用大一升大二暑假委託台北市職訓局進行校外之汽車實習教學，並於大二升大三為同學安排車廠之現場實習，以培養學生之車輛維修與維修廠管理實務能力。
為提昇台灣車輛相關產業之技術水準，促進國家科技之自主及發展，本系於民國八十九年成立車輛工程研究所碩士班，現分為設計與分析組、機電與控制組、能源與動力組等三組分別招生，而研究方向則分為先進動力技術、安全及操縱性能增進技術、噪音振動防制技術、智慧型車輛與肇事重建技術等五個主題；並自民國九十年起成立機電學院之機電博士班研究所，下設車輛組以培育高級車輛工程師及具有獨立研究能力之高級研發人才為宗旨。