山东理工大学与济南空军于2003年5月签订依托培养协议，学院正式成立于2006年3月20日，是学校组建的第24个二级学院。主要负责国防生的教育管理培养，并承担全校大学生的军事理论课教学。学院现有国防生597名，依托机械工程学院、交通学院、电气与电子工程学院、建筑工程学院、计算机科学与技术学院、管理学院6个学院培养，分布在以下13个专业：测控技术与仪器专业、电子信息工程专业、电气工程及其自动化专业、电子信息科学与技术专业、自动化专业、计算机科学与技术专业、通信工程专业、土木工程专业、测绘工程专业、交通工程专业、车辆工程专业、运输工程专业、会计学专业。学院设有办公室、教学科、学生科（团总支）、军事理论教研室和国防生大队。
国防生毕业进入部队从中尉开始干起，是部队急需的军地通用专业技术人才，是部队“科技强军”的中坚力量。在与中国空军建立依托培养关系的18所高校中，山东理工大学成立国防教育学院是第一家。学院的成立，实现了国防生教育管理培养模式的重大转变，是校党委落实《国务院、中央军委关于建立依托普通高等教育培养军队干部制度的决定》的重大举措。校党委要求把国防生教育办成学校的品牌工程。国防生定位为大学生后备军官，学院以科学发展观统领全局，立足高起点，坚持高标准，做到高要求，以培养军政兼优、掌握现代科学文化知识的新型军事人才为目标，立足我校实际，着眼于实施科技强军战略，积极探索新形势下国防生的培养模式和教育管理体制，学院提出了“一二三”的工作思路和“形象—〉神似—〉军魂”的三步培养模式，处理好质量、规模、结构、效益的关系，创建和谐学院，稳步推进依托培养工作。在“十一五”末，把国防教育学院办成我校品牌学院，使我校依托培养工作走在空军签约高校的前列。
