A eficiente estrutura matricial do Centro Técnico-Científico (CTC) da PUC-Rio leva cada Departamento a atuar em diferentes cursos de graduação. Todos os cursos de engenharia do CTC são divididos em duas etapas: o Ciclo Básico e o Ciclo Profissional, que se inter-relacionam. O Ciclo Básico é a primeira etapa dentro da estrutura curricular dos cursos de graduação do Centro Técnico Científico, concentrando as disciplinas comuns a todos os seus cursos de Graduação. No Ciclo Básico, o aluno recebe ampla formação científica nas áreas de Matemática, Física, Química e Informática, com intensa prática laboratorial, experiência em projetos de engenharia e formação humanística. Pertence ao currículo comum quatro disciplinas de projeto, com abordagem hands on, ou seja, aprendizado a partir de problemas concretos, proporcionando aos alunos a oportunidade de trabalhar em equipe em torno de um problema comum. A opção por um sistema de núcleo comum inicial faz com que a escolha do curso possa ser feita mais adiante, permitindo assim que o aluno tenha melhor conhecimento da carreira que deseja seguir. O Ciclo Profissional do curso de Engenharia Mecânica da PUC-Rio possui um currículo bastante flexível e não possui opção por ênfase. O curso encontra-se estruturado, formalmente, em quatro linhas:
- Projeto Mecânico
- Fabricação e Materiais
- Dinâmica e Controle
- Termociências e Energia
Ao final do curso há disciplinas de projeto, permitindo que os conhecimentos adquiridos nas quatro linhas de disciplinas sejam integrados e avaliados. Algumas disciplinas eletivas e optativas permitem ao aluno direcionar a sua formação para áreas de maior interesse. É possível também a obtenção simultânea de duas habilitações, por exemplo, em Engenharia Mecânica e Engenharia de Controle e Automação ou Engenharia Mecânica e Engenharia de Produção. É importante ressaltar que esta flexibilização possibilita uma grande integração entre os cursos dos vários departamentos do CTC.
Além do curso de Engenharia Mecânica o departamento oferece também o curso de Engenharia de Controle e Automação, conjuntamente com o Departamento de Engenharia Elétrica. Tem participação também nos cursos de Engenharia Química e Engenharia Ambiental (com os departamentos de Engenharia Civil e de Engenharia de Materiais e Química). A fim de garantir um bom andamento do ensino, o Departamento de Engenharia Mecânica da PUC-Rio conta com o apoio de uma infraestrutura composta de oficinas e bem equipados Laboratórios de Ensino e Pesquisa, que promovem um ambiente moderno para realização de experimentos práticos e simulações numérico-computacionais. O Programa de Pós-Graduação possui a mais alta qualificação da CAPES entre os departamentos de Engenharia Mecânica do país. Além dos laboratórios, os alunos possuem à sua disposição toda a infraestrutura da PUC-Rio, como bibliotecas, rede internet disponível em centenas de pontos de conexão, convênios com diversas universidades estrangeiras. A excelência acadêmica do curso também se deve ao perfil do corpo docente, formado por 15 professores em tempo integral, todos com título de doutor, obtidos em conceituadas universidades no Brasil e no exterior. Complementam ainda o corpo docente alguns professores horistas.