هستۀ اولیۀ دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسي دانشکدۀ مخابرات است که در سال ۱۳۰۷ شمسي در محل فعلي دانشکدۀ مهندسي برق دانشگاه تأسيس و در سال ۱۳۱۸ اساسنامۀ آن به تصويب مجلس شوراي ملي وقت رسيده است.
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی با ساختار فعلي، در سال ۱۳۵۹ و به‌دنبال تصويب ستاد انقلاب فرهنگي طي ادغام ۹ مرکز آموزش عالي با عنوان مجتمع فني و مهندسي، بنياد نهاده شد و سپس در سال ۱۳۶۲ نام آن به «دانشگاه فني و مهندسي» تغيير يافت. تغيير نهايي نام دانشگاه به عنوان فعلي، به سال ۱۳۶۷ برمي‌گردد که در آن سال، دانشگاه به نام دانشمند پرآوازۀ اسلامي و ايراني، حکيم خواجه نصيرالدين طوسي، مزين شد.
هم‌اکنون دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی با ۱۱ دانشکده، به فعاليت‌هاي پربار آموزشي خود ادامه مي‌دهد: مهندسي برق، مهندسي مکانيک، مهندسي عمران، مهندسي هوافضا، مهندسي صنايع، مهندسي نقشه‌برداري، مهندسي كامپيوتر، مهندسي و علم مواد، رياضي، فيزيك، شيمي.
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی درحال‌حاضر ۲ قطب علمي، ۱۹۴ آزمايشگاه پژوهشي و آموزشي، ۱۳ مرکز پژوهشي، ۳ گروه پژوهشي، ۶ پژوهشکده، ۱۱ شرکت دانش بنيان و ۲۸ شرکت مركز رشد دارد كه در زمينه‌هاي تخصصي دانشگاه فعاليت مي‌كنند.
این دانشگاه توانسته است با عقد قراردادهای بسیار با صنایع گوناگون کشور، ضمن حل مشکلات تخصصي آن‌ها، در بسياري از دستاوردهاي پژوهشي ايران سهيم باشد. مجموعه فعاليت‌هاي پژوهشي آن، حکايت از پويايي دانشگاه در عرصه‌هاي مختلف علمي و صنعتي دارد که در پاره‌اي از زمينه‌ها تنها نيروهاي متخصص كشور در اين دانشگاه فعاليت مي‌كنند يا دانش‌آموختۀ اين دانشگاه‌اند.
براساس پایگاه‌های معتبر برای رتبه‌بندی دانشگاه‌ها در جهان، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي پيشرفت و رشد محسوسي داشته است: برطبق آمارِ پايگاه رتبه‌بندي ISI، این دانشگاه در شمار ۱درصد تولیدکنندگان علم در دنیا معرفی شده است. همچنين جديدترين رتبه‌بندي بين‌المللي مؤسسۀ تايمز در سال ۲۰۱۷، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي را جزء ۶ دانشگاه برتر ايران مي‌داند.
دفتر مرکزی دانشگاه در خیابان میرداماد قرار دارد و دانشکدهها و خوابگاه‌های اين دانشگاه در چندين نقطۀ شهر تهران پراکنده‌اند:
۱. دانشکده‌های مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر، در سيدخندان؛
۲. دانشکده‌های فیزیک و شیمي، در خيابان شريعتي (جلفا)؛
۳. دانشکده‌های مهندسی عمران و مهندسی نقشه‌برداری، در خيابان ولي‌عصر؛
۴. دانشکده‌های مهندسی مکانیک و مهندسی صنايع و مهندسي و علم مواد، در خيابان ملاصدرا؛
۵. دانشکده‌های مهندسی هوافضا و ریاضی، در تهرانپارس.
قدمت برخی از دانشکدهها به چندین دهه قبل برمی‌گردد
باتوجه‌به سیاست‌های راهبردی دانشگاه در یک دهۀ گذشته، دوره‌هاي تحصيلات تکميلي دانشگاه در سال‌هاي اخير تقويت شده است و بيش از ۴۰درصد کل دانشجويان دانشگاه در مقاطع کارشناسي‌ارشد و دكتري تحصيل مي‌كنند. درضمن دوره‌هاي آموزش الكترونيكي دانشگاه همگي در مقطع كارشناسي‌ارشد فعال‌اند. همچنين دانشگاه با اجراي چندين دورۀ بين‌المللي مشترك در مقاطع كارشناسي‌ارشد و دكتري با برخي از دانشگاه‌ها در كشورهاي انگلستان، فرانسه، هلند، آلمان و روسيه همكاري نزديك داشته است. نيز، در يك دورۀ كارشناسي هوافضا چند سال است فعاليتي مشترك با دانشگاه ماتي روسيه در پيش گرفته است.
