機械運動是自然界中最簡單、最基本的運動形態。在物理學里，一個物體相對于另一個物體的位置，或者一個物體的某些部分相對于其他部分的位置，隨著時間而變化的過程叫做機械運動。

機械運動機構設計是根據機械的設計任務和要求，擬定機械中各機構的方案，利用機械原理課程的理論知識，對該機構方案進行結構分析、運動分析和動力分析，從而設計出滿足使用要求、經濟可靠、運動性能和動力性能優異的機構。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，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。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)下設計出最好的機械，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：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環境污染。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，使設計的機械有最優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。各產業機械的設計，特別是整體和整系統的機械設計，須依附于各有關的產業技術而難于形成獨立的學科。因此出現了農業機械設計、礦山機械設計、泵設計、壓縮機設計、汽輪機設計、內燃機設計、機床設計等專業性的機械設計分支學科。

產品結構設計是機械設計中的基本環節，產品結構設計在一般意義上指靜態的功能設計，從事此類工作的人一般被稱為產品結構工程師，而機械設計可以理解為一種具有運動狀態的功能設計，從事此類工作的人一般被稱為機械工程師。機械工程師的要求更高，需要懂機加工、鈑金加工等這些機械設備常用的工藝，高級工程師需要懂一些電路設計的常識，還要能做有限元分析。