Mechatronik-Design ist ein ganzheitlicher Engineering-Ansatz zur Konstruktion elektromechanischer Geräte und Maschinen. Normalerweise werden Geräte als eine Reihe separater Systeme wie mechanische, elektrische, elektronische und Computersysteme entworfen. Häufig bestehen diese Systeme aus generischen Komponenten, die für jeden ähnlichen Maschinentyp oder sogar unterschiedliche Typen geeignet sind. Im Mechatronik-Design werden die Systeme nicht als separate, sondern als Teil der gesamten Maschine betrachtet und sind ineinander integriert, wobei jede Komponente so ausgelegt ist, dass sie optimal mit allen anderen Komponenten in dieser spezifischen Maschine zusammenarbeitet. Auf diese Weise kann das Mechatronik-Design sehr effiziente Geräte herstellen, um nahezu jede Aufgabe optimal zu erfüllen.
Es gibt viele verschiedene Prinzipien, die dem Mechatronik-Design zugeschrieben werden, und sie variieren von Branche zu Branche, da der spezifische Ausrüstungsbedarf für jede Branche unterschiedlich ist. Ein vorherrschendes Prinzip des Mechatronik-Designs ist jedoch das Konzept, alle Komponenten einer Maschine so auszulegen, dass sie den Gesamtzweck der Maschine und nicht nur den der einzelnen Komponenten erfüllen. Auf diese Weise wird eine Komponente nicht in ihrer Leistung beeinträchtigt, um eine andere Komponente zu kompensieren. Zum Beispiel wären alle Komponenten einer Maschine, die für den Betrieb in oder mit Wasser ausgelegt ist, wasserdicht ausgelegt.
Auch die Ausbildung von Ingenieuren ist ein wichtiger Faktor bei der Konzeption neuer Geräte aus mechatronischer Sicht. Die meisten Ingenieure spezialisieren sich auf ein einzelnes Fachgebiet oder eine Disziplin, wie zum Beispiel Elektrotechnik oder Maschinenbau. Um ein echtes Mechatronik-Design zu verfolgen, muss ein Ingenieur mit allen Aspekten der Maschine vertraut sein, von der Zusammensetzung der Materialien, aus denen sie gebaut werden soll, bis hin zu den Computern und der Programmierung, die zur Steuerung der Maschine verwendet wird. Mit Ingenieuren, die in allen Aspekten der Konstruktion und des Betriebs einer bestimmten Maschine ausgebildet sind, wird mit mechatronischer Konstruktion eine Vielzahl neuer Lösungen für alte Probleme – wie chemische Lösungen für Computerprobleme oder umgekehrt – verfügbar.
Als direkte Folge der Problematik des sachgerechten Engineerings von Maschinen und Anlagen im Rahmen des Mechatronik-Konstruktionskonzepts suchen viele Gerätehersteller multidisziplinäre Ingenieure mit praktischer Erfahrung in verschiedenen Bereichen. Es gibt nur wenige solcher Ingenieure. Dies hat neue Felder in den Ingenieurwissenschaften und im Bildungswesen geschaffen. Viele Hochschulen und Universitäten arbeiten jetzt mit verschiedenen Branchen zusammen, um neue Arten von Konstrukteuren auszubilden und auszubilden. Diese Ingenieure erhalten keine Abschlüsse in einer einzigen traditionellen Disziplin, sondern ihre Abschlüsse spiegeln ihre Fähigkeit wider, mit allen von einer bestimmten Branche erforderlichen Disziplinen zu arbeiten.