El diseño de mecatrónica es un enfoque de ingeniería integral para diseñar equipos y maquinaria electromecánicos. Normalmente, los equipos se diseñan como una serie de sistemas separados, como sistemas mecánicos, eléctricos, electrónicos e informáticos. A menudo, estos sistemas están hechos de componentes genéricos que son adecuados para cualquier tipo similar de máquina o incluso tipos diferentes. En el diseño de mecatrónica, los sistemas no se consideran separados sino parte de toda la máquina y están integrados entre sí con cada componente diseñado para funcionar de manera óptima con todos los demás componentes de esa máquina específica. De esta manera, el diseño de la mecatrónica puede producir equipos muy eficientes para realizar casi cualquier tarea de manera óptima.
Hay muchos principios diferentes que se atribuyen al diseño de la mecatrónica y varían de una industria a otra, porque las necesidades específicas de equipo para cada industria varían. Sin embargo, un principio predominante del diseño mecatrónico es el concepto de diseñar todos los componentes de una máquina con miras a cumplir el propósito final general de la máquina en lugar de solo el del componente individual. De esta manera, un componente no se ve comprometido en su desempeño para compensar a otro componente. Por ejemplo, todos los componentes de una máquina diseñada para trabajar en o con agua deberían ser impermeables.
La educación de los ingenieros también es un factor importante a la hora de concebir nuevos equipos desde la perspectiva del diseño mecatrónico. La mayoría de los ingenieros se especializan en una sola área de especialización o disciplina, como la ingeniería eléctrica o mecánica. Para lograr un verdadero diseño de mecatrónica, un ingeniero debe estar familiarizado con todos los aspectos de la máquina, desde la composición de los materiales con los que se construirá hasta las computadoras y la programación que se utilizará para controlar la máquina. Con ingenieros capacitados en todos los aspectos de la construcción y operación de una máquina dada, una gran cantidad de nuevas soluciones a viejos problemas, como soluciones químicas a problemas de computadora o viceversa, están disponibles con el diseño de mecatrónica.
Como resultado directo de los problemas relacionados con la ingeniería adecuada de máquinas y equipos bajo el concepto de diseño de mecatrónica, muchos fabricantes de equipos buscan ingenieros multidisciplinarios con experiencia práctica en varios campos diferentes. Hay pocos ingenieros de este tipo disponibles. Esto ha creado nuevos campos en la ingeniería y la educación. Muchos colegios y universidades están trabajando ahora con diversas industrias para educar y capacitar a nuevos tipos de ingenieros de diseño. Estos ingenieros no reciben títulos en una sola disciplina tradicional, sino que sus títulos reflejan su capacidad para trabajar con todas las disciplinas requeridas por una industria determinada.