يتطلب تصميم الماكينات الثقيلة استخدام الأسس الهندسية التالية:
1. الاستقرار الهندسي: يجب أن تكون الماكينة مستقرة في جميع الأوضاع والظروف بحيث تتحمل الاهتزازات والصدمات الناتجة عن الاستخدام الشاق.
2. المتانة: يجب أن تتحمل الماكينة الأحمال الهائلة المفروضة عليها دون أي أعطال أو تشوهات.
3. القوة والصلابة: يجب أن تتحمل المكونات الهيكلية للماكينة القوة والصلابة لتحمل الأوزان الكبيرة والضغوط العالية.
4. الدقة: يجب أن تكون الماكينة دقيقة بحيث تعمل بكفاءة وتحقق النتائج المرجوة بدون الإحتياج للتعديلات المتكررة.
5. التكلفة والصيانة: يجب أن يتم تصميم الماكينة بأسلوب يمكن الحفاظ عليها بتكلفة مناسبة وبما يتوافق مع احتياجات الصيانة والإصلاح.