智能科學學院起源于哈爾濱軍事工程學院時期的帶翼式自動控制、導航飛行原理射擊原理與飛行試驗、引爆控制以及長沙工學院時期的機械與儀器加工工藝及設備等學科專業，2017年，由原國防科學技術大學機電工程與自動化學院調整組建而成，現位于國防科技大學一號教學園區。學院的使命任務是面向智能無人作戰重大戰略需求，聚焦人工智能、生物智能、混合智能，做智能時代“無人區”人才培養和科學研究的開拓者。
學院現擁有控制科學與工程、機械工程、儀器科學與技術等3個一級學科博士學位授權點，3個博士后科研流動站。經過幾十年積淀，學院形成了以1個一級學科和1個二級學科國家重點學科以及3個湖南省重點學科為主體共同發展的綜合化學科體系，已納入國家一流大學建設方案。學院現有無人裝備工程、無人作戰工程、導航工程、機械工程、測控技術與儀器5個本科專業，其中，2個專業入選教育部卓越工程師培養計劃，1個專業通過湖南省專業綜合改革試點。2006年，學院被評為全軍人才培養先進單位。
按照“領軍人才+創新團隊”的發展思路，學院打造了一支曉于實戰、甘于奉獻、集智攻關的高水平創新團隊，主要包括國務院學位委員會學科評議組成員2人，國家級教學名師1人，全國模范教師1人，全軍優秀教師3人，全軍優秀教育工作者1人，軍隊院校育才獎金獎獲得者8人，教育部專業教學指導委員會委員3人，教育部新世紀優秀人才8人，“長江學者”特聘教授1人，“青年千人”1人，國家安全重大基礎研究項目技術首席5人，國家863和總裝專家組專家11人，新世紀百千萬人才工程國家級人選2人，建成了國家級教學團隊1個、湖南省科技創新團隊和湖南省自然科學創新研究群體各1個。
按照“圍繞實戰搞教學、著眼打贏育人才”目標，學院建設了一批國家級優質教育資源，培養了一批崗位任職能力強、發展后勁足的高素質新型軍事人才。在全軍率先建立了指揮與技術融合的智能無人作戰系統和無人裝備工程培養體系，建成12門國家精品課程/國家資源共享課、12部國家規劃教材；獲全國優秀博士學位論文4篇/提名3篇、軍/省優秀學位論文98篇；學員連續七年獲得全國機械創新設計大賽一等獎，比賽成績位于全國高校前列；RobCup足球機器人比賽連續五屆蟬聯國內冠軍、亞太大學生機器人大賽連續三屆蟬聯國內亞軍；近五年，先后有100余名學員在國際、國家級學科競賽中獲獎；畢業學員100%服從分配，培養了以全軍重大典型陳德明、鄭永煌等為代表的一大批扎根部隊、建功立業的優秀人才，共有5人被授予一等功臣。
以對戰斗力的貢獻為導向，按照“應用引導的基礎研究，基礎支撐的系統研制”的定位，學院形成了“戰略研究為引領、基礎研究為支撐、關鍵技術為核心、型號科研做貢獻”的科研特色。近五年科研經費達十多億元，承擔了以國家自然科學基金重大研究計劃集成項目、973項目為代表的基礎研究項目100余項、武器型號重點項目60余項等任務，取得了以1項國家自然科學二等獎、1項國家技術發明二等獎、1項國家科技進步二等獎、15篇ESI高被引論文（前3%）為代表的一大批科研學術成果。先后研制成功了我國首輛紅旗車無人駕駛系統，完成了“長沙-”286公里長距離無人駕駛實驗，創造了高速公路地面無人車全自主長途駕駛的全國記錄；掌握了具有自主知識產權的磁浮核心技術，作為技術總體單位，建設了北京市中低速磁浮交通示范線，并有效支撐了長沙市中低速磁浮快線開通運營；打破國外技術，研制出具有自主知識產權的磁流變、離子束拋光裝備，光學元件加工精度達到亞納米級，創造了“中國精度”； 研制了國際領先的高性能衛星導航信號模擬源，填補了北斗導航高端基礎儀器的國內空白，解決了北斗導航系統發展邁出“第三步”的核心難題。