学校既是教育中心，又是科技中心，设有120个研究机构，拥有1个国家级重点实验室，1个国家级工程技术研究中心，1个国家级技术研究推广中心，1个国家级技术转移示范机构，1个国家级质检中心，8个部省级重点实验室，4个省级哲学社会科学研究基地，建有国家级大学科技园，并以此为依托承担了一大批国家重大科研任务，取得了一批标志性的科研成果。“十一五”以来，学校科技活动经费达56.74亿元；获得省部级及以上科技奖励236项，其中国家级科技奖励14项（国家自然科学二等奖2项，国家技术发明二等奖6项，国家科技进步二等奖6项）；共发表论文23000余篇，其中，被SCI和EI收录论文数分别达到4427篇、6924篇，出版学术著作433部，获得专利授权1398项。

为实施国家创新驱动战略，落实“高等学校创新能力提升计划”（“2011”计划），学校大力开展协同创新，建立了“先进发射”、“先进微纳米材料及装备”、“社会公共安全科技”、“先进民用爆炸材料与安全技术”、“轨道交通电气自动化与系统安全技术”、“高端装备与先进制造”等6个协同创新中心。其中，“先进发射”协同创新中心获批“工业和信息化部协同创新中心”，“先进微纳米材料及装备”和“社会公共安全科技”两个协同创新中心获批“江苏高校协同创新中心”。

为推进教育国际化进程，学校与美国卡内基梅隆大学、俄罗斯鲍曼国立技术大学、德国慕尼黑工业大学等100多所海外知名高校建立了密切的合作关系，开展各类人才培养和学术交流合作工作。2012年，学校与德国卡尔斯鲁厄理工学院合作建立了格莱特纳米科技研究所。该研究所采用国际学术机构运行模式，汇聚了以赫伯特·格莱特院士、卢柯院士等为代表的一批世界知名纳米材料专家，致力于建设世界顶级的纳米材料与技术研究基地。

为争取海内外各界对南京理工大学发展的关心和支持，学校于1994年成立了由多家政府机构和企事业单位组成的南京理工大学董事会，学校与董事单位形成深层次、长期稳定的合作关系，互利互惠、相互支持，实现了校企相互促进与和谐发展。为拓宽筹措办学资金渠道，凝聚各方兴学力量，学校于2006年成立了教育发展基金会，支持学校在人才培养、科学研究和社会服务领域不断追求卓越。每年社会各界通过基金会在学校设立各类奖教金、奖助学金50余项，受益师生3000余人次。