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기계공학은 에너지 변환 및 보존 문제를 다루는 열·유체분야와 각종 기계 장치와 설비, 구조물을 다루는 고체분야로 분류되며 매우 광범위한 분야에 응용된다. 기계분야에서의 직무 또한 다양하여 제품 기획, 설계, 생산, 보수·유지와 기술영업 등으로 분류할 수 있으며, 기계설계 전공에서는 주로 설계 업무를 담당할 수 있는 능력을 기르는 데 중점을 두고 있다.
교육과정에서는 설계업무 담당자가 갖추어야 할 기계공학 전반에 걸친 기초지식과 함께 각종 제품을 설계하는 데 필요한 설계기술 및 도면 작성법, 제조기술, 제어기술 등에 관한 이론과 실무 지식을 키워주기 위한 수업을 듣게 된다. 고도화된 산업발전의 핵심 분야인 기계설계능력배양과 설계된 도면을 CAD, CATIA, Pro/Engineer, SolidWorks 등의 소프트웨어를 이용하여 창의적으로 설계하고, 이 기술을 체계적이고 현장감 있게 교육한다. ‘기구학’은 기계운동계를 구성하는 각 기계요소들의 모양, 배열 및 결합 등에 따른 운동의 전달과 시스템을 해석하고, 기계에 이용되는 각종 기구의 운동을 설계하기 위한 지식과 기술을 익힐 수 있도록 배운다. ‘기계공학실습’은 기계부품을 손 또는 기계를 사용하여 직접 가공하고 느낌으로서 이를 제작하기 위한 여러 가지 연관된 기계의 사용방법, 가공방법, 측정방법, 공구사용방법 및 생산공정 등의 실습을 통하여 이해하도록 한다. 'CAD/CAM개론’은 CAD/CAM의 정의, 컴퓨터의 기본개념, CAD일반, CNC 공작기계, NC 테이프생성, 곡선과 곡면, 표준화 및 그룹화기법 등을 다룬다. ‘재료역학’은 변형체의 응력과 변형율, 비틀림, 굽힘, 보의 응력, 보의 처짐, 평면응력 및 평면변형율의 해석, 좌굴, 단면의 성질 등에 대한 역학을 다룬다.
이밖에 유압공학, 도면해독연습을 비롯한 기계설계에 필요한 기초이론과 실습이 주를 이루고 있다.

기계설계란 어떤 목적을 가진 기계장치를 만들어내는 데 필요한 모든 조건을 생각하고, 그것에 따라서 실제로 기계를 만들도록 설계하는 것이다. 기계설계과는 각종 기구와 기계장치, 생산설비 및 생산 시스템 등과 관련하여 연구, 개발, 기획, 설계 및 도면작성, 제작, 생산, 관리 등의 기초이론과 실무지식을 익히도록 교육하여 해당 업무에서 충분한 능력을 발휘할 수 있는 중견기술인의 양성과 함께 기술자로서 갖추어야 할 품성 및 도덕심의 함양에 그 교육목표를 두고 있다. 기계설계 전문가가 되려면 수학과 물리의 기초지식과 적성이 필요하고, 공간 지각력 특히 최근 들어서는 컴퓨터에 의한 설계가 대부분이므로 컴퓨터 활용능력이 요구된다. 꼼꼼함과 세심한 주의력과 탐구심을 지닌 사람에게 적합하다.

기계가 다양한 산업분야에 쓰이는 만큼 기계설계 전문가가 되기 위한 자격증도 다양하다.
건설기계산업기사, 기계설계산업기사, 전산응용가공산업기사, 소방설비산업기사, 기계정비산업기사, 기계조립산업기사, 산업안전산업기사, 생산기계산업기사, 공조냉동기계산업기사, 정밀측정산업기사, 치공구설계산업기사 등이다.

각종 산업에 있어서 가장 광범위하게 적용되고 있는 기계분야를 학습하게 되므로 기계설계, 플랜트 설계, 기계제작, 자동화, 자동차 등의 분야는 물론이고, 품질관리, 공정관리, 산업안전관리, 소방설비, 기계세일즈, 손해사정 등 관리 및 영업 분야와 건설, 화공, 건축설비 등 광범위한 분야로 진출하고 있다.
컴퓨터를 활용한 기계설계분야, 컴퓨터를 활용한 기계가공분야, 금형설계분야, 금형가공분야, 자동차 부품 설계분야, 전자제품 설계분야, 설계용역분야, 가전제품설계분야, 통신기기설계분야, 기타 2D, 3D 설계 분야 등이다.