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。
機械設計步驟
1、根據用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設計任務。
2、初步設計。包括確定機械的工作原理和基本結構形式，進行運動設計、結構設計并繪制初步總圖以及初步審查。
3、技術設計。包括修改設計（根據初審意見）、繪制全部零部件和新的總圖以及第二次審查。
4、工作圖設計。包括后的修改（根據二審意見）、繪制全部工作圖（如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術文件（如零件表、易損件清單、使用說明等）。
5、定型設計。用于成批或大量生產的機械。對于某些設計任務比較簡單（如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計等）的機械設計可省去初步設計程序。
機械設計的特點
1、多學科綜合：機械設計是一個多學科綜合的領域，涉及到多個工程學科的知識和技術，包括力學、材料科學、動力學、熱學等。
2、基于工程實踐：機械設計是以實踐為基礎的工程學科，設計師需要考慮到實際的工程應用和需求。
3、剛性和精度要求：機械設計中的零部件和系統通常需要具備一定的剛性和精度要求。
4、標準化和規范性：機械設計涉及到許多標準和規范，如尺寸標準、公差規范、標準等。
5、CAD輔助設計：計算機輔助設計（CAD）技術在機械設計中得到廣泛應用。CAD軟件可以提供強大的建模、繪圖和分析工具，加快設計過程，提高設計的精度和效率。
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。優化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：工作性能、制造成本、小尺寸和重量、使用中可靠性、消耗和少環境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統籌兼顧，使設計的機械有的綜合技術經濟效果。過去，設計的優化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統分析等新學科的發展，制造和使用的技術經濟數據資料的積累,以及計算機的推廣應用,優化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。