Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin (PS D3 Teknik Mesin) berdiri sejak 17 Februari 1999 berdasar pada SK DIKTI No. 33/DIKTI/Kep/1999. Akriditasi yang diperoleh PS D3 Teknik Mesin adalah B (359) yang diberikan oleh BAN PT. Pengelolaan manajemen dan sumber daya manusia pada PS D3 Teknik Mesin mengacu pada sistem organisasi dan tata kerja pada UNS. PS D3 Teknik Mesin dipimpin oleh seorang Kepala Program Studi dan dalam menjalankan tugas operasionalnya dibantu oleh kepala laboratorium, koordinator proyek akhir, koordinator kerja praktek dan tim pendukung. PS D3 Teknik Mesin diampu oleg 16 Doktor dan 15 Megister di bidangnya. Sistem penerimaan mahasiswa baru PS D3 Teknik Mesin mengikuti proses seleksi yang dikelola oleh panitia seleksi Universitas Sebelas Maret di Unit Kerja SPMB. Daya tampung PS D3 Teknik Mesin adalah 40 mhs. Kurikulum PS D3 Teknik Mesin dikembangkan berdasarkan peminatan teknologi mesin.

1. Menyelenggarakan pendidikan vokasi jenjang D3 dengan  mengedepankan suasana akademik yang sehat serta memanfaatkan teknologi dan informasi mutakhir
2. Mengembangkan teknologi aplikatif untuk menjawab permasalahan yang bertaraf lokal dan nasional.
3. Menyelenggarakan program pengabdian masyarakat yang berorientasi pemberdayaan segenap lapisan masyarakat.