学校以立德树人为根本，全面深化本科教育综合改革，构建了具有中北特色的金字塔式人才培养模式、创新创业教育人才培养建设体系和创新创业育人、军工文化育人、实践育人、劳动育人等多维一体的特色育人新格局。学校大力发展以创新创业为主旨的第二课堂，不断深化学生综合素质培养，形成了以团学组织主导、校园文化品牌活动为引领、学生社团充当生力军的素质拓展提升体系，现有各类创新实践类社团200余个，年均参与人数达到5万余人次。学校构建了“全员双创教育格局、多层次双创教育实践平台、全过程双创教育模式、全要素双创教育内容、双创教育红色筑梦之旅”协同推进的创新创业人才培养建设体系，大学生创新创业蓬勃发展，形成 “人人有科研、人人搞创新、人人谋创业”的创新创业格局，创新精神、实践能力、社会责任感和就业能力得到有效提高。大学生科技竞赛和创新创业成果丰硕，2019年获国际大赛奖项33项、国家级奖项347项，省部级奖项949项。学校获批全国第二批深化创新创业教育改革示范高校、山西省首批创新创业教育改革示范高校，成功申报山西省大众创业万众创新示范基地。2019年全国高校学科竞赛评估排名43名。
适应国家创新驱动发展战略需求，形成问题导向、协同创新、军民 融合、充满活力的科技创新机制，全面强化服务国防服务地方两翼齐飞，凸显科技创新能力和服务社会能力。拥有省部级以上科研机构59个，拥有山西中北国家大学科技园等科技产业孵化基地。
十年来，先后承担国家级项目409项，各类项目总数4850余项，科研项目总经费32.6亿余元，其中2019年科研经费达6.52亿元。获得国家科学技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖3项，省部级科技奖124项，发表SCI收录论文近5200篇，出版学术专著和教材390余部。科研成果广泛应用于国家载人航天、深空探测、重大武器型号等，共有70多项成果应用于“神舟”、“嫦娥”、“天宫”系列工程。
学校高度重视产学研合作与成果转化。省市正在规划以我校为内核建设“创新科技园”，学校遴选了13个能产业化、且年产值可超千万元以上的军转民科技成果项目进入基地科技园。2017年以来，产学研合作项目1000余项，与航天科工集团共建“网络与信息安全研究院”；与太重集团签订军民 融合战略合作协议和专项合作协议；与阳煤集团合作建成3D打印研究院；与晋中市合作转化紫苏产品精深加工技术；将北斗导航技术应用于上海市智慧城市建设；与阳煤集团和山西转型综改示范区共建“铝镁合金构建智能制造产业园”；基于水下武器装备应用的助听器技术项目已经成功转化为医用听诊器技术。
学校着力加强对外合作办学，坚持服务国家战略，社会服务影响不断扩大。与中国科学院大学、太原市和山西煤化所签署协议，共建中国科学院大学太原能源材料学院。与北京理工大学签署战略合作协议。与C9高校西安交通大学签署深化合作协议。面向长三角在江苏省南通市政府建设中北大学南通智能光机电研究院。在晋城市布局建设中北大学智能装备研究院、与运城市共建产业技术研究院，与省人防办共建民防科技学院，与太原市中心医院共建医工融合创新研究院。
