ฝ่ายมาตรวิทยาเชิงกล มีหน้าที่และความรับผิดชอบในการวางแผนจัดหา พัฒนาและเก็บรักษามาตรฐานการวัดแห่งชาติด้านเชิงกล ซึ่งเป็นที่ยอมรับในระดับสากลให้เพียงพอกับความต้องการใช้งานภายในประเทศ ตลอดจนถ่ายทอดค่ามาตรฐานการวัดเชิงกลไปยังผู้ใช้งานทั้งภาครัฐและเอกชนเพื่อสนับสนุนการพัฒนาประเทศ นอกจากนี้ยังมีหน้าที่ในการสร้างเครือข่ายของห้องปฏิบัติการสอบเทียบภายในประเทศ ตลอดจนบูรณาการในการสร้างและพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางคุณภาพ พัฒนาองค์ความรู้ด้านมาตรวิทยาเชิงกลเพื่อนำไปต่อยอดในการสร้างนวัตกรรม ยกระดับความสามารถด้านการผลิตและบริการซึ่งจะสร้างผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถในการแข่งขันด้านเศรษฐกิจของประเทศ