Konetekniikan osaston toiminnot on jaettu pienempiin yksiköihin, laboratorioihin. Laboratoriot huolehtivat oman alaansa kuuluvasta opetuksesta ja suorittavat alaansa liittyvää tutkimusta yhteistyössä muiden laboratorioiden ja osastojen kanssa.

Koneensuunnittelun laboratorion pääala on koneensuunnittelu, joka yhdistää eri konetekniikan osa-alueet kyseessä olevaan suunnittelutehtävään. Tutkimus ja opetus laboratoriossa on erityisesti suuntautunut konedynamiikkaan, paperiteollisuuden koneisiin, tietokoneavusteiseen suunnitteluun sekä luovuuteen.

Mekatroniikan ja konediagnostiikan laboratoriossa perehdytään erityisesti kunnossapitoon, koneiden kunnon diagnosointiin, mekatroniikkaan ja tietokoneiden käyttöön koneohjauksissa ja koneiden toiminnan mallinnuksessa. Laboratorio suunnittelee muun muassa yhteistyössä lääketieteellisen tiedekunnan kanssa erilaisia lääketieteessä käytettäviä laitteita.

Materiaalitekniikan laboratoriossa tutkimus suuntautuu teräksiin, niiden valmistusmenetelmiin, ominaisuuksiin ja käyttöön. Teollisuuden painoalueiden muuttuessa viime vuosina opetusta ja tutkimusta on suunnattu myös elektroniikan valmistustekniikkaan.

Rakennesuunnittelun ja rakentamisteknologian laboratoriossa tutkitaan ja opetetaan  rakennesuunnittelun, rakentamisen ja rakentamisteknologian menetelmiä. Diplomi-insinöörikoulutukseen sisältyvät rakenteiden suunnittelu, uusi teknologia rakentamisessa ja rakentamisen elinkaaritalous.

Teknillisen mekaniikan laboratoriossa kehitetään ja sovelletaan menetelmiä koneiden, laitteiden ja rakenteiden mekaanisen käyttäytymisen analysointiin. Laboratorion menetelminä ovat teoreettiset, numeeriset tai kokeelliset tutkimukset.

Tuotantotekniikan laboratorion pääalueita ovat konepajateollisuuden valmistustekniikat, lastuavaan työstöön ja työkaluihin liittyvät tutkimukset, tuotantoautomaatio, tietokoneavusteinen valmistus ja joustavat valmistusjärjestelmät,  laadunohjaus ja laatujärjestelmät, tuotekehitykseen liittyvä valmistus, prototyypit ja työvälinevalmistus sekä ohutlevytuotevalmistus ja materiaalien konepajakäytettävyystutkimukset.