Um engenheiro de protótipo é normalmente responsável por supervisionar o processo de design e desenvolvimento de um produto de protótipo. Isso geralmente começa com um estágio de brainstorming e design, no qual um engenheiro cria um conceito ou usa as idéias e o design de outra pessoa para começar a desenvolver uma abordagem realista. Um modelo é normalmente criado do protótipo, em forma física ou como um objeto gerado por computador que pode ser testado em um espaço virtual. O protótipo real é geralmente criado por um engenheiro para uso em demonstrações ou como o primeiro passo no desenvolvimento futuro.
Uma das primeiras responsabilidades que um engenheiro de protótipo costuma ter é a criação de um conceito ou projeto que pode ser usado para desenvolver um protótipo. A maneira exata pela qual um engenheiro faz isso pode variar bastante, embora muitas vezes comece com brainstorming e inúmeras iterações sobre maneiras de desenvolver o produto. O engenheiro também pode precisar trabalhar a partir do conceito de outra pessoa e encontrar uma maneira de fazê-lo realmente funcionar. Esse pode ser um conceito aproximado descrito em detalhes gerais ou pode ser um produto totalmente concebido que precisa ser desenvolvido pelo engenheiro para torná-lo prático.
Depois que o design básico é estabelecido, um engenheiro de protótipo geralmente cria algum tipo de modelo ou versão não funcional de um produto. Isso geralmente é feito para começar a ver como as peças precisam ser adquiridas ou fabricadas e para testar a aparência geral e a usabilidade inicial de um produto. Os modelos físicos podem ser criados por um engenheiro, frequentemente usados para garantir que um item possa caber em parte de um objeto maior do qual possa ser apenas um componente. Os programas de desenho assistido por computador (CAD) são frequentemente usados para criar um modelo digital de um item que pode ser testado e analisado em um ambiente virtual.
Quando essas etapas de desenvolvimento são concluídas, um engenheiro de protótipo geralmente cria um protótipo funcional de um item. Esse pode ser um dos estágios mais difíceis e complexos do processo, pois diferentes falhas precisam ser encontradas e vários testes são realizados no protótipo. Um item funcional é importante, no entanto, pois é frequentemente usado em demonstrações e para mostrar aplicações práticas a outras pessoas dentro de uma empresa. A primeira versão de um item é raramente usada; portanto, um engenheiro de protótipo pode precisar criar vários modelos e passar por várias iterações de um produto antes de concluir o trabalho.