理工学院是2005年伴随三亚学院诞生而创建的首批二级学院。学院设有电子信息类和车辆类共四个本科专业和一个数学教学部，建设有1个省级重点学科（通信与信息系统），2个省级特色专业（通信工程〔海洋通信〕、测控技术与仪器），1个省级实验教学示范中心（电子技术实验教学中心），1个省级教学团队（测控技术与仪器〔汽车变速器方向〕教学团队），1门省级精品课程（传感器原理与工程应用），1个教育部“专业综合改革试点”项目（测控技术与仪器〔汽车变速自动化〕），1个国家级大学生校外实践教育基地建设项目（三亚学院—浙江吉利控股集团工程实践教育基地）和6个国家级大学生创新创业训练计划项目。

学院聚集了一批来自五湖四海、有志于教育事业的教师，共同组成了一支具有高学历、高素质、结构合理、富有朝气的教师队伍。他们中有具有几十年教学经验、爱岗敬业的教授，如闻福三、康平原、王金山、钮佩锟、刘建平、鲍兰平等；有教学特色鲜明、科研成果突出的教师，如周密、汪源、丁学用、王连胜、孙文福、王玲玲等；有实践能力强、指导学生成果突出的教师，如闻福三、孔朝莉、辛光红、王良成、陈晓虎、李国徽等。

学院积极开展课程改革，从教学理念和方式、教学方法、考核手段等方面进行积极探索，如采用“以学生为中心”线上线下相结合的翻转式课堂《电路分析基础》，以网络优质慕课资源为补充的《大学物理》，以项目驱动为学习动力的《电子制作工艺》和《单片机原理及应用》，以各种应用案例为辅助的《传感器原理与工程应用》，以实际操作为核心的《汽车发动机原理》，以培养创新意识、创新能力和创新精神的《创新工程实践》，以拓展学生思维和能力、增强学生动手实践能力和项目意识的数学建模、智能机器人和其他各种竞赛培训课程等，取得较好的教学效果和初步的教学成果。

学院设有实验实践教学中心，主要面向电子信息工工程、通信工程、海洋通信工程、测控技术与仪器、车辆工程等专业（方向）。根据各专业教学计划课程体系的要求，相应设置各类实验室，每年开展各类学生竞赛10余个项目，近三年获全国性奖50余项、省级奖近300项。

学院高度重视学生创新创业能力的培养，审批通过了6个国家级大学生创新创业训练计划项目和9个省级大学生创新创业训练计划项目。结合“一带一路”和国际旅游旅游岛建设战略，学院在水下机器人、无人船、无人机等领域都取得了一定研究成果。2016年3月22日，国务院李克强总理在了解我院学生作品后，和我院学生进行了亲切交谈，用“你们代表了创意和创业”高度评价了项目作品，并勉励他们要坚持走好科技创新的道路。