学校大力推进学研产深度融合，主动服务国家和区域经济社会发展，在有色金属新材料及先进加工、高端装备及数控加工设备、新能源技术及装备、石油化工流程装备、工业控制及信息技术、土木工程及防灾减灾等研究方向形成了鲜明特色。学校现有“长江学者和创新团队发展计划”创新团队2个、国家级科技创新平台4个、教育部科研基地6个，省部级科研机构36个。学校有“省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室”，有经国家发改委批准成立的“有色金属合金加工国家地方联合工程实验室”，高新技术成果推广中心是首批国家级技术转移示范机构，大学科技园是国家级大学科技园，有经工信部批准的国家中小企业公共服务示范平台，是甘肃省首家拥有“军品三证”的高校。学校承担了包括“973”、“863”在内的多项国家重大科技项目，近五年承担国家级科研项目336项，入围了中国大学及科研院所研究影响力200强，2017年科技经费达到1.4亿元；SCI收录论文在全国高校排名达到140位，EI收录论文在全国高校排名达到71位。
学校与兰州市、酒泉市、白银市、金昌市、温州市等20余个省内外城市建立了全面合作关系，与酒钢公司、金川公司、兰州石化公司、兰石集团等200多家企业建立了稳定的产学研合作关系。学校积极深化与地方政府、企业的合作，成立了“兰州理工大学——金川集团股份有限公司镍钴金属新材料协同创新中心”、“西北低碳城镇支撑技术协同创新中心 ”、“甘肃省工业经济发展研究院”、“甘肃生态建设与环境保护研究中心”、“中国国际电子商务培训学院——甘肃省分院”、“兰州理工大学兰州新区产业发展研究院”、“兰州理工大学—金川集团股份有限公司工程技术研究院”、“兰理工大学温州泵阀工程研究院”、 “兰州理工大学白银新材料研究院”、“兰州理工大学兰石研究院”、“敦煌研究院—兰州理工大学文化遗产数字保护与再利用联合实验室”等科研机构，助推经济社会发展。
学校稳步推进国际化战略，主动服务“一带一路”倡议，与美国、俄罗斯、英国、澳大利亚等40余所大学建立了合作关系，是上海合作组织大学中方项目院校，加入了“一带一路”高校战略联盟，与台湾中正大学、昆山科技大学、静宜大学等签署了校际间的合作交流协议，与东南大学签署了第二轮（2018—2022年）对口支援协议。学校通过国家公派留学项目、西部特别项目、“2+2”、“1+2+1”等交流项目，每年派出200多名师生赴国外学习交流。学校具有中国政府奖学金留学生招生资格，来自35个国家的320多名国际学生在校学习。