مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که فیزیک مهندسی و ریاضیات را با دانش مواد تلفیق نموده و با طراحی، آنالیز، ساخت سیستم‌های مکانیکی سروکار دارد. این رشته کهن‌ترین و گسترده‌ترین علوم مهندسی می‌باشد و به مادر علوم مهندسی‌ شهرت دارد. مهندسی مکانیک نیازمند درک مفاهیمی همانند مکانیک، دینامیک، ترمودینامیک، دانش مواد، آنالیز سازه‌ها و الکتریسیته است.

علاوه بر مفاهیم اصلی فوق، مهندسین مکانیک ابزاری چون طراحی به کمک رایانه، تولید به کمک رایانه، مدیریت چرخه عمر محصول را برای طراحی تجهیزات صنعتی و ماشین آلات، سیستم‌های گرمایش و خنک‌کننده، ترابری، هواپیما، شناورها، رباتیک، تجهیزات پزشکی، جنگ‌افزار بکار می‌گیرند.

مهندسی مکانیک نخست در طی انقلاب صنعتی در اروپا در قرن ۱۸ میلادی به عنوان یک شاخهٔ مجزا شناخته شد، لکن توسعه آن در دنیا طی چندین هزار سال طول کشیده‌است. دانش مهندسی مکانیک در قرن ۱۹ میلادی در نتیجهٔ پیشرفت‌های فیزیک نشأت گرفت. این شاخه به طور پیوسته‌ای تکامل یافته تا پیشرفت‌های فناوری را به‌کار گیرد و امروزه مهندسان مکانیک به دنبال گسترش دانش در رشته‌هایی مانند مواد مرکب، مکاترونیک و نانوتکنولوژی هستند.