Teknik Mekanik Industri (TMI) merupakan kompetensi keahlian yang mempelajari bidang permesinan industri yang meliputi kekuatan bahan dan komponen mesin, kelistrikan, alat ukur, pengelasan, mesin CNC, mesin bubut, miling, serta gerenda. Teknik Mekanik Indutri SMK Muhammadiyah 04 Boyolali bertransformasi menjadi jurusan unggulan yang mendapatkan hibah SMK PK, sehingga ruangan bengkel dan alat praktik yang digunakan tentu sudah standar dengan perusahaan. TMI SMK Muhammadiyah 04 Boyolali bekerja sama dengan PT Komatsu Indonesia, yang setiap tahunnya selalu diadakan rekrutmen bagi lulusan.