詹天佑學院（中車學院），前身機車車輛系，成立于1956年。2024年由機車車輛工程學院和國家首批現代產業學院中車學院合并組建，是大連交通大學最具有軌道特色的學院，培養立足遼寧，面向全國，服務區域經濟社會和軌道交通行業發展需求的應用型、應用創新型工程技術人才。

學院下設車輛工程系、載運工程系、儀器科學與技術系、交通設備與控制工程系、智能制造工程系及軌道車輛實驗教學中心等6個教學單位。有車輛工程、測控技術與儀器、交通設備與控制工程、測控技術與儀器+軟件工程、智能制造工程等5個本科專業，目前在校本科生共計1849名。

學院現有教職工94人，特聘教授2名，客座教授10名。教職工中,教授19人，副教授30人；省“百千萬人才工程”百千萬層次人選共10人，省優秀青年骨干教師2人，鐵道部青年科技拔尖人才2人，遼寧省優秀教師1人。

學院擁有國家級軌道車輛虛擬仿真實驗教學中心、列車狀態監測與故障診斷虛擬仿真實驗教學中心、軌道車輛實驗教學中心、動車運用與維護工程實驗教學中心、軌道車輛設計制造與維護跨專業綜合實驗實訓平臺、車輛工程實踐教育中心、大連交通大學-大連機車車輛有限公司工程實踐教育中心、大連交通大學-北京鐵路局工程實踐教育中心等多個國家級、省級實踐（實驗）教學平臺；擁有轉向架實驗室、柴油機實驗室、軌道車輛制動實驗室、軌道車輛綜合實驗室、虛擬儀器實驗室、大工計控可編程控制技術實驗室等16個專業實驗室；同時擁有沈陽鐵路局蘇家屯車輛段、沈陽鐵路局蘇家屯機務段、沈陽鐵路局沈陽動車段大連動車所、中車大連機車車輛有限公司、中車沈陽機車車輛有限責任公司、南京鐵道職業技術學院、鞍鋼集團公司、大連理工計算機控制工程有限公司等十余個學生實踐實訓基地。

學院具有車輛工程二級學科博士學位授予權；車輛工程、載運工具運用工程等2個二級學科碩士學位授予權；同時擁有車輛工程和儀器儀表工程等2個領域工程碩士學位授予權。目前學院全日制在校碩士研究生632人（其中留學生1人），博士研究生46人。車輛工程為省重點學科。學院擁有現代軌道交通裝備協同設計、協同仿真與協同優化以及軌道車輛設計與制造關鍵技術等兩個省級創新團隊及7個校級創新團隊。擁有遼寧省現代軌道交通工程技術研究中心等6個省級科研平臺。

學院設有車輛振動檢測技術研究中心、車輛噪聲與振動控制研究中心、鐵路專用設備研究中心、柴油機性能研究室、機車牽引制動研究中心等研究機構。形成了車輛振動檢測與動力學分析等十余個研究領域，并在該領域擁有較強的學術優勢。承擔并完成了數十項國家、省部、市級縱向科研項目以及大量橫向科研課題。近年來，獲得了省、部、市科技進步獎3項，承擔了包括國家863、國家科技支撐項目、國家自然科學基金等一批國家級項目、以及省、部級項目40余項。在科技成果轉化方面，學院積極面向高速鐵路在軌道交通裝備、精密測量、動力工程、空調與制冷等行業，取得了一批國內領先、有重大推廣應用價值的成果。

學院一貫重視突出軌道交通特色的專業建設，完善了教學質量保障體系，將科研成果融于教學，積極促進提高教學質量和教學水平。