הנדסת מכונות היא התחום הרחב ביותר בהנדסה. המחלקה להנדסת מכונות מכשירה מהנדסים העוסקים במחקר, תכנון, פיתוח, ייצור ותחזוקה של מערכות מכניות ומערכות אנרגיה מכל הסוגים: מערכות רכב ותעופה, מערכות ייצור, מערכות בקרה, אוטומציה ורובוטיקה, מערכות ביומכניות ומכשור רפואי.

בעבודתם משתמשים מהנדסי המכונות במדעי ההנדסה השונים, במחשבים, במעבדות ובאמצעי ייצור שונים. בנוסף למדעים הכלליים, מדעי ההנדסה המיושמים בהנדסת מכונות כוללים את מכניקת המוצק, מכניקת הזורמים, תרמודינמיקה ומעבר חום, תורת הבקרה ושיטות חישוביות שונות.