Kỹ thuật cơ khí là một ngànhKhoa học kỹ thuật, ứng dụng các nguyên lývật lý,kỹ thuật vàkhoa học vật liệu để thiết kế, phân tích, chế tạo và bảo dưỡng các loạimáy móc và hệ thống cơ khí. Nó là một lĩnh vực kỹ thuật liên quan đến thiết kế, chế tạo và vận hành máy móc. Kỹ thuật cơ khí là ngành lâu đời nhất, rộng lớn nhất của kỹ thuật.
Lĩnh vực kĩ thuật cơ khí cần sự am hiểu về các lĩnh vực cốt lõi bao gồm cơ học, động lực học,nhiệt động lực học, khoa học vật liệu, phân tích cấu trúc vànăng lượng. Ngoài những lĩnh vực cốt lõi trên, kĩ thuật cơ khí còn sử dụng các công cụ nhưthiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD), vàquản lí vòng đời sản phẩm để thiết kế và phân tích nhà máy sản xuất, thiết bị công nghiệp và máy móc, hệ thống nhiệt và làm lạnh, hệ thống giao thông, máy bay, tàu thủy, robot, thiết bị y học, vũ khí và những cái khác.
Công nghệ cơ khí thường tạo ra các giả lập mô phỏng hoạt động của các đối tượng, như quy trình chế tạo thực tế theo trình tựtối ưu hóa sự thực hiện,hiệu quả kinh tế và chi phí năng lượng trước khi quyết định lựa chọn một thiết kế cụ thể.
Cácbản vẽ kỹ thuật để chế tạo là sản phẩm cuối cùng của khâu thiết kế. Chúng phải thỏa mãn hai mục đích: bao gồm đầy đủ tất cả các thông tin cần thiết để chế tạo và cũng còn là một tiêu chí kiểm soát kỹ thuật đối với các mức độsửa chữa. Trước cuối thế kỷ 20, rất nhiều bản vẽ kỹ thuật được thực hiện bằng tay với sự trợ giúp của bảng vẽ cơ khí. Sự ra đời của máy tính với giao diện người dùng đồ họa đã có thể giúp thực hiện được việc tạo ra các mô hình và các bản vẽ bằng các chương trình máy tính trợ giúp thiết kế (CAD).
Nhiều chương trình CAD hiện nay cho phép tạo ra các mô hình ba chiều để có thể nhìn từ mọi góc độ. Các chương trình CAD mô hình hóa vật thể đặc tiên tiến là một hệ thống thiết kế hiện thực ảo. Những mô hình đặc như vậy có thể được dùng làm cơ sở cho cácphân tích phần tử hữu hạn (FEA) và/hoặc tính toánđộng lực dòng chảy (CFD) của thiết kế. Cho đến ứng dụng gia công với trợ giúp máy tính (CAM), những mô hình này cũng có thể được dùng trực tiếp bằng phần mềm để tạo 'lệnh" cho việc chế tạo ra các đối tượng được mô tả bởi các mô hình đó, thông qua các máy điều khiển số hóa bằng máy tính (CNC) hoặc các tiến trình tự động hóa mà không cần đến các bản vẽ trung gian.
Ứng dụng kỹ thuật cơ khí có thể thấy được qua nhiều thành tựu thời cổ đại và trung đại. Vào thời Hy Lạp cổ đại, các công trình củaArchimedes (287-212 BC) có ảnh hưởng rất lớn đối với cơ học truyền thống ở phương Tây và Heron (c. 10 - 70 AD) ở Alexandria đã chế tạo ra động cơ hơi nước đầu tiên (Aeolipile). Ở Trung Quốc,Trương Hành (78 - 139 AD) đã phát minh rađồng hồ nước vàđịa chấn kế. Ma Jun (200 - 265 AD) cũng đã phát minh ra xe ngựa vớibộ truyền bánh răng vi sai. Nhà xác định thời khắc và kĩ sư Trung Quốc thời trung đạiTô Tụng (1020 - 1101 AD) đã kết hợpcơ cấu con ngựa vàtháp đồng hồ thiên văn của ông ta hai thế kỉ trước khi các thiết bị dùng cơ cấu con ngựa được sử dụng trong các đồng hồ của châu Âu thời Trung Cổ. Ông cũng được biết đến là người sử dụngbộ truyền xích đầu tiên trên thế giới.
Vào thời đại hoàng kim của Hồi giáo (thế kỉ VII - thế kỉ XV), các nhà phát minh hồi giáo đã có nhiều đóng góp đáng ghi nhận. Al-Jazari là một trong số họ. Ông là tác giả của quyển sách cổ nổi tiếng "Kiến thức về các thiết bị cơ khí tinh xảo" vào năm 1206, trong đó trình bày rất nhiều thiết kế cơ khí. Ông cũng được coi là nhà phát minh của nhiều loại thiết bị cơ khí là căn bản của cơ học hiện nay nhưtrục khuỷu vàtrục cam.
Trong thế kỷ 17, những đột phá quan trọng trong nền tảng cơ khí đã xảy ra ở Anh.Sir Isaac Newton đã xây dựngđịnh luật Newton về chuyển động và phát triển Calculus, cơ sở toán học của vật lý học. Newton đã miễn cưỡng xuất bản tác phẩm của mình trong nhiều năm, nhưng cuối cùng ông cũng bị thuyết phục bởi các đồng nghiệp, như SirEdmond Halley, làm lợi cho toàn nhân loại.Gottfried Wilhelm Leibniz cũng được ghi nhận là tạo ra Calculus trong khoảng thời gian này.
Trong cuộc cách mạng công nghiệp vào đầu thế kỉ XIX, máy công cụ được phát triển ở Anh, Đức và Scotlend đã đưa kỹ thuật cơ khí tách ra thành một lĩnh vực riêng biệt trong kĩ thuật. Các máy công cụ được dùng để chế tạo máy và các động cơ để cung cấp năng lượng cho chúng. Cộng đồng nghề nghiệp đầu tiên của Kĩ sư Cơ khí làHiệp hội Kĩ sư Cơ khí được thành lập và năm 1847. Ba mươi năm sau, các kĩ sư xây dưng cũng sáng lập nênHiệp hội Kĩ sư Xây dựng. Ở châu Âu,Johann von Zimmermann (1820 - 1901) đã xây dựng nhà máy đầu tiên về máy mài ở Chemnitz, Đức và năm 1948.
