Wydział oferuje unikatowy w skali kraju program studiów łączący szereg różnych dyscyplin; jako jedyny kształci w dziedzinie konstrukcji urządzeń precyzyjnych i jako jeden z nielicznych w dziedzinie inżynierii optycznej i fotonicznej. Efektem tej interdyscyplinarności kształcenia jest bogata oferta specjalności, obejmująca inżynierię wytwarzania wyrobów mechatronicznych, automatykę, robotykę, inżynierię jakości, sensory i systemy pomiarowe, mikromechanikę, inżynierię fotoniczną, techniki multimedialne, urządzenia elektromedyczne i inżynierię biomedyczną.
Wydział Mechatroniki sięga historią do tradycji szkoły mechanicznej Politechniki Warszawskiej. W 1962 roku Oddział Mechaniki Precyzyjnej przy Wydziale Mechaniczno-Technologicznym Politechniki Warszawskiej stał się Wydziałem Mechaniki Precyzyjnej.
W późniejszych latach na Wydziale poza mechaniką precyzyjną i elektroniką, włącznie z technologią sprzętu precyzyjnego i elektronicznego, rozwijały się takie dziedziny jak: automatyka, robotyka, inżynieria fotoniczna, metrologia i inżynieria biomedyczna. Rozwój Wydziału, ukierunkowany na wzmacnianie interdyscyplinarności, doprowadził do decyzji o zmianie nazwy na Wydział Mechatroniki w roku akademickim 1995/96.
Początkowo kształcenie odbywało się na kierunku mechanika i budowa maszyn, który przeistoczył się w latach dziewięćdziesiątych w kierunek mechatronika. W tym czasie rozpoczęto kształcenie na kierunkach
automatyka i robotyka oraz inżynieria biomedyczna.
