北方重工设计研究院，2009年由原沈阳重型机器有限责任公司研究院及沈阳矿山机械工程设计研究院重组而成。是北方重工的核心研发部门，是公司新产品、引进技术产品、重大设备、高端成套产品的研发中心，是公司专业技术人才的培育基地，为整个集团公司提供技术支持。

设计研究院下设6个专业研究所：重大装备技术研究所、散料成套工程技术研究所、矿渣微粉成套装备研究所、露天矿山成套设备研究所、成套及装备自动化技术研究所、CAE应用技术研究所。产品和服务涵盖矿山、锻压、水泥、电力、钢铁、化工、港口码头、人造板、环保、散料搬运、工程机械、废钢处理等领域。

近年来，北方重工设计研究院在北方重工集团有限公司总体发展战略统领下，以新能源、新材料、节能环保、绿色成长为方向，研发出一批填补国内空白具有世界先进水平的重大成套装备,多个项目曾获省市科技进步奖。设计研究院经过不断创新发展，先后开发出露天矿山连续生产工艺和半连续生产工艺成套设备，国内最大、世界首次采用了多级选粉技术的废钢处理生产线，适用于港口码头、钢铁厂、发电厂、洗煤厂、水泥厂、露天煤矿、露天金属矿等领域的散料成套输送系统，世界脱硫立磨，国内最大锻造操作机等装备及成套工程技术；设计采用三维设计和有限元分析计算、实现动态仿真和虚拟装配。作为北方重工的研发平台，设计研究院始终保持技术走在国内、世界前列。