تصميم الآلات في الهندسة الميكانيكية يعتمد على العديد من الطرق والأساليب، ومن بينها:
1- التصميم الهندسي: وهو يتطلب دراسة المتطلبات الفنية والتقنية للآلة المراد تصميمها، وتحديد أبعاد الآلة والمكونات اللازمة لتنفيذ المهمة المحددة.
2- استخدام النماذج الحاسوبية: وهي طريقة تستخدم بشكل شائع في تصميم الآلات، حيث يتم استخدام برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد لتصميم الآلة ومحاكاتها قبل البدء في تصنيعها.
3- تصنيع النماذج الفعلية: ويتم استخدام هذه الطريقة للتحقق من صحة وجودة التصميم الهندسي، وتحديد أي مشاكل قبل البدء في تصنيع الآلة بالكامل.
4- التحليل الهندسي: وهو يتطلب دراسة الأحمال والقوى التي ستؤثر على الآلة وتحليلها بحيث يتم تصميم الآلة بشكل يتحمل هذه الأحمال والقوى.
5- استخدام البرامج الحاسوبية للمحاكاة والتحليل: وتستخدم هذه البرامج لتحليل الآلات بشكل مفصل، وتحديد أي مشاكل قبل البدء في تصنيع الآلة بالكامل.