光電工程學院始建于1955年，是西安工業大學建校首批招生的院系之一。設有測控技術與儀器系、光信息科學與技術系、光電測試技術研究所、光電信息技術研究所、光電微系統研究所、光電工程學院實驗中心，擁有教育部薄膜與光學制造技術重點實驗室、 光電測試與儀器技術省級重點實驗室、省級光學先進制造工程技術研究中心等。學院占地面積約8000平方米，現有各種實驗和科研儀器價值4000萬元。
光電工程學院設有“測控技術與儀器”、“光電信息科學與工程”和“電子科學與技術專業（光電子技術方向）”三個本科專業；“光學工程”、“測試計量技術及儀器”、“武器系統與運用工程”、“精密儀器及機械”、“微電子與固體電子學”五個碩士專業，其中光學工程學科是省級重點學科；2013年通過博士授權建設項目專家驗收，光學工程學科為博士一級學科。2001年測控技術與儀器首批被評為陜西省名牌專業，2007年榮獲國家級質量工程特色專業建設點；2010年光電信息工程被評為陜西省名牌專業；同時“光學系列課程教學團隊”榮獲陜西省優秀教學團隊進行建設，2009年獲批“陜西省光電工程類創新人才培養模式改革試驗區”。2011年測控技術與儀器專業獲批教育部“卓越工程師教育培養計劃”建設專業，2012年“測控技術與儀器專業”獲批省級教學團隊和省級專業綜合改革試點項目，光電工程實驗中心”獲批省級實驗教學示范中心等。
經過近60年的發展，現在的光電工程學院在學科基地、師資隊伍、人才培養等方面均取得了顯著的成就。1999年經陜西省政府批準建立“薄膜與光學檢測實驗室”，2002年經陜西省科技廳批準，成立了中國與白俄羅斯高技術合作開發中心，簡稱“中白合作中心”，2004年先后經陜西省國防工業技術委員會和科技部國家光電子成果轉化及產業化基地批準，成立“薄膜技術與微光電器件軍民兩用技術工程中心”和“國家光電子成果轉化及產業化基地光學薄膜與器件研發服務中心”，2007年批準建立“陜西省光電測試與儀器技術重點實驗室”，2008年“薄膜與光學制造技術”實驗室獲批省部共建教育部重點實驗室，2010年獲批陜西省光學先進制造工程技術研究中心（13115工程中心），2012年光學先進制造與光電檢測示范型國際科技合作基地，在“微光電器件制造與應用”、、“薄膜與等離子體技術”、 “光學加工與檢測”、“光電測試技術及儀器”等方向造就了一支綜合素質好、學術水平高、實踐經驗豐富、具有開拓創新精神的教學科研隊伍。
光電工程學院不斷加強與地方企業、國內軍工企業和研究機構合作，建立了多個聯合培養基地和研究中心12個，如泰勒.霍普森（Taylor Hobson)公司精密檢測技術培訓基地、德國萊寶（LEYBOLD)公司薄膜技術研究基地、北方光電有限公司—西安工業大學紅外技術聯合研發中心、南光機器薄膜技術研究基地、利達光電股份有限公司光學制造聯合研究基地等。目前，已經發展成為西北地區在薄膜技術、光電元器件技術、光學檢測、靶場測試技術及等領域極具特色的教學科研基地。
同時，光電工程學院不斷加強國際間的合作與交流，先后邀請澳大利亞悉尼大學、加拿大麥吉爾大學、白俄羅斯無線電信息大學、新加坡南洋理工大學，日本大阪大學等學校的著名學者來校交流和合作，社會影響不斷擴大。
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