北京机械工业学校作为一所老牌工科类中等职业学校，其专业设置紧密对接首都高端制造业和现代服务业的需求。学校的王牌专业主要集中在机械制造、机电技术、数控技术等领域。例如，数控技术应用专业是学校的传统优势专业，该专业培养学生掌握数控机床编程、操作与维护的核心技能，配备有先进的数控实训设备，与多家现代制造企业有深度合作。
机电技术应用专业也是学校的重点专业，涵盖机械、电子、电气控制等多方面知识，培养学生成为复合型技术人才。此外，随着产业升级，学校的工业机器人技术应用、智能制造技术应用等新兴专业也迅速发展，成为新的王牌专业增长点。这些专业普遍具有实践性强、校企合作深入、就业市场需求旺盛的特点，是学校吸引学生报考的核心竞争力。
