機械設計（machine design），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。
機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的步，是決定機械性能的主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件（如材料、加工能力、理論知識和計算手段等）下設計出的機械，即做出優化設計。
機械設計可分為新型設計、繼承設計和變型設計3類。
1、新型設計
應用成熟的科學技術或經過實驗證明是可行的新技術，設計過去沒有過的新型機械。
2、繼承設計
根據使用經驗和技術發展對已有的機械進行設計更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運用費用。
3、變型設計
為適應新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪而發展出不同于標準型的變型產品。
傳動部分的方案就更為復雜多樣了。對于同一傳動任務，可以由多種機構及不同機構的組合來完成。因此，如果用Ⅳ，表示原動機部分的可能方案數，N2和N3分別代表傳動部分和執行部分的可能方案數，則機器總體的可能方案數Ⅳ為Ni×N2×N3個。
主要零件的校核。有一些零件，在上述第3）步中由于具體的結構未定，難于進行詳細的工作能力計算，所以只能做初步計算及設計。在繪出部件裝配草圖及總裝配草圖以后，所有零件的結構及尺寸均為已知，相互鄰接的零件之間的關系也為已知。只有在這時，才可以較為地定出作用在零件上的載荷，決定影響零件工作能力的各個細節因素。只有在此條件下，才有可能并且必須對一些重要的或者外形及受力情況復雜的零件進行的校核計算。根據校核的結果，反復地修改零件的結構及尺寸，直到滿意為止。