学校长期紧贴制造业行业发展，动力工程及工程热物理、光学工程、管理科学与工程等学科长期居于国内领先地位；同时，依托在医疗器械和出版印刷两大领域深厚的行业基础，积极建设生物医学工程和数字传播等社会经济文化发展急需的学科。伴随工程教育的时代发展，对接中国制造2025、上海全球科创中心建设等国家和地方发展的重大战略，学校设立“太赫兹技术研究院”、“新能源技术研究院”、“现代医疗器械研究院”、“电子商务发展研究院”等前沿科技创新机构，积极培育建设新兴交叉学科。

学校围绕“工程型、创新性、国际化”的人才培养定位，致力于培养学生有思想的头脑、国际化的眼光，持续贯彻“对接行业、改造专业、引导就业”的理念，是教育部“卓越工程师教育培养计划”高校、国家级大学生创新创业训练计划实施高校、国家级人才培养模式创新实验区和上海市本科教学教师激励计划试点单位。2016年，入选国家创新人才培养示范基地。近三年，学生先后获得了世界头脑奥林匹克竞赛决赛冠军、全国大学生电子设计竞赛一等奖、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛特等奖、全国大学生机械工程创新大赛一等奖、“创青春”全国大学生创业大赛决赛金奖等国内外1000余项赛事的奖项；获得“全国百篇优秀博士学位论文”1篇，提名2篇。学校在国内率先开设创业实验班和创业管理第二专业，同时，作为上海大学生科技创业基金首批四家受理点之一，累计培育130余个项目，成活率近85%；2013年在国内首个以纯本土专业通过德国工科专业权威认证ASIIN认证，2015年又新增两个通过ASIIN认证的纯本土专业，截至目前为止共有7个专业通过ASIIN国际认证。

学校大力提升科技竞争力，依托高峰高原学科建设，积极服务国家创新驱动战略。近三年，学校获得国家科技进步奖二等奖2项，省部级科技奖项44项；获得国家级科研项目230余项；ESI高被引论文40余篇；授权发明专利600余项。在2011年国家大学科技园评价中，上海理工大学国家大学科技园以全国第6名的成绩被评价为A类（优秀）；在2015年国家技术转移示范机构评价中，学校技术转移有限公司以全国第21名，上海市第2名的成绩获评优秀。学校具备军工科研资质，积极为国防建设服务，获得军队科技进步二等奖1项。

学校注重开放协同，与杨浦区政府、上海电气集团和航天八院分别签订全面战略合作协议；与上海工业自动化仪表研究院、上海发电设备成套设计研究院、上海电器科学研究院、上海电缆研究所、上海材料研究所、上海电动工具研究所、上海工业锅炉研究所、上海电气集团中央研究院等共建“机械工业共性技术上海研究院”和“机械工业上海研究生院”；与南京工业大学、浙江工业大学共建“长三角高等工程教育联盟”；与上海工业自动化仪表研究院共建“上海智能制造工程师学院”。