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汽车学院的前身是西安汽车机械学校汽车运用与维修专业大、中专班，1951年开始招收学生。1958年西安公路学院成立，同时组建汽车系。汽车系1966年前设有汽车运用与维修、筑路机械、机械制造等本科专业；1977年恢复高考制度后，除汽车运用工程专业外，1978年起开始招收机械制造、热加工、交通信号自动控制、交通运输管理、财会等本科专业学生；80年中期，设立汽车与拖拉机本科专业，同时为国家民航系统专门培养了民航特种车辆本科生四届，为全国交通和公安部门培养交通监理专科生四届。1965年至1984年间，有关专业通过发展，先后从汽车系分出组建了学校的其它相关系（部）。1998年10月汽车系更名为西安公路交通大学汽车工程学院。2000年12月更名为长安大学汽车学院。
学院现有交通运输系、车辆工程系、交通安全研究所、机电和动力研究所、贸易教研室、交通部人—车—环境系统安全重点实验室、陕西省交通新能源开发、应用与汽车节能重点实验室、车辆结构实验室、运输工程实验室、教学车队、汽车修理厂等教学、科研、实验和实习机构。
学院设有交通运输（汽车运用工程）、交通工程（道路交通事故防治工程）、车辆工程、市场营销等四个本科专业（或专业方向）和载运工具运用工程（教育部重点学科、博士点、博士后流动站）、车辆工程（硕士点）、动力机械及工程（硕士点）等三个学科。
学院拥有一支结构合理、实力雄厚的教学、科研队伍及一批治学严谨、年富力强的学术带头人。目前学院有教授12名，副教授23名，高级工程师11名，面向全校有关专业开设70多门专业课、专业基础课和公共课；学院的科学研究已形成八个具有突出优势的研究方向：交通安全、汽车使用可靠性、公路交通能源技术、运输车辆技术、车辆检测与诊断技术、公路运输站场及运输网络系统、公路交通运输法规与标准化、市场营销策略等。1980年至今，荣获国家和省部级科技进步奖30项，取得国家发明成果或实用新型专利10多项，发表学术论文1100多篇，50多项科研成果达到国际或国内领先水平。
学院的实验室总建筑面积达7200平方米，设备总投资达3000多万。日本竹井公司驾驶员适宜性检测系统、德国申克公司汽车综合性能检测系统、奥地利李斯特研究所AVL大型转鼓排放分析成套设备和发动机自动化实验台、以及三维坐标测量系统、激光瞬态粒子全息分析系统等一批国内外大型精密设备和仪器与最新结构的电子喷射发动机实物和教学模型在国内高校处于先进水平。投资6000千万元建设的汽车试验场是国内高校和西北地区唯一的汽车综合性能试验场地。
学院是中国汽车工程学会、中国内燃机工程学会、中国交通能源研究会、中国公路学会汽车运输学会、中国人类工效学会交通工效分会的理事单位，是中国客车学会副理事长单位；学校的运输科学研究院挂靠在学院；学院设有交通部批准的西安交通汽车节能培训中心、西安汽车检测中心等汽车技术培训和服务机构；学院是陕西省技术监督局和西安市技术监督局授权的汽车综合性能检测单位和汽车产品质量监督检测单位，是中国道路运输协会汽车维修分会培训基地。
学院积极开展与国内外高等院校、科研机构的协作和学术交流，多名教师曾在国外留学或进行高级研修访问，与德国布伦克大学、美国密执安工业大学、日本东京大学、俄罗斯莫斯科汽车公路学院和日本汽车研究所等保持着密切的合作关系。
