机械工程是传统的工程专业，培养学生设计开发和制造各种机械零件和生产设备。将来有志于学习汽车工程的学生，也应选择机械工程作为基础。该专业的美国就业市场巨大，在工程类专业中，机械工程的市场需求率排名第一。约有 80% 的毕业生进入制造业工作。比如说为电梯、汽车、割草机和生产设备设计引擎，有些机械工程师也从事设计开发减少环境污染的新能源体系。
根据不同侧重点， ME 专业又可以细分为以下四大类：
能量大类，主要涉及的学科有：能量、摩擦、燃烧、流体这几大类。
材料大类，主要涉及机械领域内的纳米微米材料，聚合工程，生物机械。
制造类，主要包括设计和制造两大方向。
控制类，包括计算机辅助工程，系统与自动控制，微电子系统。
美国机械工程分类
一、能量大类
- 能量
主要研究方向：能量及流体，主要包括风能、水能的能量转换，能量转换系统及其设备的设计制造，能量系统及热力学，能量应用 ( 加热 / 通风 / 空调及制冷用能 ) ，能量及环境，环境能量技术评估，热物理学，太阳能，清洁能源，清洁能源技术。
申请所需相关背景：申请此方向需要有很强的物理学基础 ; 当偏流体学相关时，那么申请者相应的流体力学、空气动力学，热力学等相关背景 ; 如果有能量系统整体研究则要有很好的数学建模能力 ; 在能量转换系统设备制造这一领域，则要有很好的 Design an Manufacturing 相关背景。
- 摩擦
主要研究方向：摩擦时能量的转换，同热物理学结合非常紧密，并同新型材料的研究开发结合，对某些材料的相关摩擦性能进行研究。
申请所需相关背景：物理学的研究内容之一，所以申请此专业一定要有好的物理背景。除此之外根据不同的方向应有热力学或材料学相关背景。
- 燃烧
主要研究方向：燃烧，燃烧及推进，燃烧及能量，能量转换，燃烧及热传递，电气推进，涡轮及推进，汽车工程中内燃机的燃烧研究等。
申请所需相关背景：同摩擦一样，物理背景必不可少，热力学非常重要。当然如果是偏向设备的话，那么就需要机械的设计制造与控制背景了。
- 流体
主要研究方向：主要针对两大主要方向：航空航天领域和能量领域。前者有空气动力学，推进，空间探索系统，后者有水电、风电为主的流体能量转换。另外还有环境及生物流体力学，流体动力学，流体物理学，热力学，物质专业。
申请所需相关背景：如果从事理论研究，则对物理、数学建模和流体力学要求非常高，如果是偏相关设备的研究则要很好的机械背景。
二、材料大类
- 纳米微米机械材料
主要研究方向：纳米技术的不断发展给机械领域提供了一种全新的材料选择的可能。目前和机械交叉的研究领域主要集中在：高级材料学，材料及固体力学，材料及机械系统，材料加工，材料机械特性，材料力学，材料力学及制造。
申请所需相关背景：需要有很强的材料学背景，同时要求有固体力学，材料力学，工程力学背景。
- 聚合工程
主要研究方向：主要通过分子聚合技术为机械领域提供新型材料
申请所需相关背景：需要有很好的高分子材料相关背景，同时对材料力学的要求也比较高。
- 生物机械
主要研究方向：生物机械，生物力学，生物机械工程，生物材料与设备，材料力学，生物传感器，纳米技术，活细胞封装，工程生物力学，生物医学机械工程，神经工程学，整形外科工程，感觉及神经系统研究，运动生物力学，人造心脏。
申请所需相关背景：这是典型的新兴学科同传统基础学科结合的表现。总体来说，此方向需要生物学，机械工程和医学知识三个领域的知识背景。单纯的生物或医学背景是很难适应此学科的要求的，需要在具备机械背景的同时拥有生物，或者医学知识，尤其是生物学知识。这里所说的机械背景主要指机械中基本的制造，力学，材料背景。但要求不会像前面几个学科中对纯力学或材料背景那么高的要求。另外对于神经工程学，感觉及神经系统研究，人造心脏这些方向，处了需要医学、生物学、工程学知识外，还要有很好的 EE 背景 ( 信号模拟，信号传输等 ) 。
三、制造类
- 设计
主要研究方向：机械设计，产品设计，设计方法学，计算机辅助设计，工程设计
申请所需相关背景：设计在国内主要以工业设计学院的形式设置。 ME 中的 Design ，适合的申请者一般具有机械理论基础 ( 分具体机构和整体制造流程理论两大方面 ) ，同时又有设计基础包括一定的艺术功底 ( 素描 ) ，电脑绘图软件 (Photoshop ， ProE 等 ) 的运用。
- 制造
主要研究方向：计算机辅助制造，产品实现，高级制造，制造科学，制造系统，纳米制造。
申请所需相关背景：国内 ME 学生的主要申请方向集中于此，而且多集中于机械制造和计算机辅助制造。对于此专业的学生，申请首先需要基本的机械工程学背景，包括：机械原理，机械制造和固体力学背景。另外，对于产品实现，高级制造和计算机辅助制造，一定要有很强的计算机背景，包括计算机语言编程，设计软件的使用 ; 纳米制造则首先要有很好的纳米技术应用背景，然后具备一定的工程学知识。
四、控制类
- 计算机辅助工程
主要研究方向：计算流体力学，计算工程及信息技术，计算力学，计算科学及工程，计算机辅助工程，计算机辅助设计，力学建模，数学计算建模，数字推进，数字方法，数字模拟，虚拟现实应用。
申请所需相关背景：极强的数学背景应用数学，数学建模，计算工程，同时还需要计算机语言能力和计算机软件运用能力。如果能在具有这些能力的同时还能有相应的其他背景 ( 如申计算流体力学有流体力学背景，申计算机辅助设计有设计经历，计算工程及信息技术有 EE 背景 ) 那么会使自己在申请中得到很大程度上的加分。
- 系统与自动控制
主要研究方向：系统控制，控制 / 设计 / 制造，控制及动力学，控制 / 机器人 / 仪表，动力学系统及控制，动力学系统 / 控制及机械人，旋转机械动力学，动力学 / 振动 / 声学，系统动力学及控制，系统识别及控制，系统 / 测量 / 控制，智能机械系统，智能交通系统，机械系统，非线性动力学及适应控制，非线性飞行控制，机械人学，机械人及控制，机械人及动力学，机械人及自主系统，机械人及人机交互，转动体动力学， 自动化，自动推进系统，自动巡航系统。
申请所需相关背景：需要数学、计算机语言编程、基本的 EE 相关背景 ( 电子电路知识 ) 、控制的鲁棒与最优控制、鲁棒多变量控制系统、大规模动态系统、多变量系统的标识、最小最大控制与动态游戏、用于控制 与信号处理的自适应系统、随机系统、线性与非线性评估的设计、随机与 自适应控制等等，同时根据不同侧重点，应有相应的设计制造、动力学、仪表等相关背景。
- 微电子系统
主要研究方向： MEMS ，纳米制造，微机械与纳机械装置，超声微喷流 (Microjet) 和微米尺度电机，纳米尺度热量流动，微流体，微重力，微尺度热传递，微米 / 纳米系统，纳米摩擦学，纳米力学。
申请所需相关背景： MEMS 是一个极端多学科交叉的领域，最基础的方面是微制备技术的加工知识，制造微小结构的方法，同纳米技术结合紧密，所以很强的纳米技术必不可少。同时根据不同侧重点还需要有基本的机械理论知识，流体，力学相关知识。
机械工程领域的牛校：
1 Massachusetts Institute of Technology 麻省理工学院
2 Stanfor University 斯坦福大学
2 University of California Berkeley 加州大学伯克利分校
4 California Institute of Technology 加州理工学院
5 University of Michigan Ann Arbor 密西根大学 - 安娜堡分校
6 Georgia Institute of Technology 佐治亚理工学院
6 University of Illinois Urbana Champaign 伊利诺伊大学厄本那―香槟分校
8 Cornell University 康乃尔大学
9 Purue University,West Lafayette 普渡大学西拉法叶校区
10 Princeton University 普林斯顿大学
11 Carnegie Mellon University 卡内基美隆大学
11 Northwestern University 西北大学 (McCormick)
11 The University of Texas at Austin 德克萨斯大学奥斯汀分校 (Cockrell)
14 University of Minnesota Twin Cities 明尼苏达大学 Twin Cities 分校
14 Virginia Tech
16 Johns Hopkins University 约翰霍普金斯大学 (Whiting)
16 Penn State University Park 宾州州立大学 -University Park Campus
16 Texas A&M University 德州 A&M 大学 (Look)
16 University of California Los Angeles 加州大学洛杉机分校 (Samueli)
16 University of Wisconsin Maison 威斯康星大学麦迪逊分校
21 Ohio State University
21 University of Marylan College Park 马里兰大学帕克分校 (Clark)
23 Rensselaer Polytechnic Institute 伦斯勒理工学院
24 Duke University 杜克大学 (Pratt)
24 University of Pennsylvania 宾夕法尼亚大学
26 Columbia University 哥伦比亚大学 (Fu Founation)
26 Harvar University 哈佛大学
26 Rice University 莱斯大学 (Brown)
26 University of California San Diego 加利福尼亚大学圣地亚哥分校 (Jacobs)
26 University of California Santa Barbara 加州大学圣塔芭芭拉分校
26 University of Floria 佛罗里达大学
26 University of Washington 华盛顿大学
33 University of California Davis 加州大学戴维斯分校
33 University of Southern California 南加州大学 (Viterbi)
35 Case Western Reserve University 凯斯西储大学
35 Michigan State University 密歇根州立大学
35 University of California Irvine 加州大学欧文分校 (Samueli)
35 University of Colorao Bouler 科罗拉多大学波尔得分校
39 Lehigh University 利哈伊大学 (Rossin)
39 North Carolina State University 北卡罗来纳州立大学
39 Rutgers University New Brunswick 罗格斯大学新伯朗士威校区
39 University of Notre Dame 圣母大学
43 Arizona State University 亚利桑那州立大学 (Fulton)
43 Iowa State University 爱荷华州立大学
43 University of Virginia 弗吉尼亚大学
43 Vanerbilt University 范德堡大学
43 Yale University 耶鲁大学
48 Michigan Technological University 密歇根理工大学
48 The University of Arizona 亚利桑那大学
48 Washington University in St Louis 圣路易斯华盛顿大学
51 BOSTON University 波士顿大学
51 Dartmouth College 达特茅斯学院 (Thayer)
51 Drexel University 德雷塞尔大学
51 Stony Brook University--SUNY
51 University of Delaware 德拉华大学
51 University of Illinois--Chicago
51 The University of Iowa 爱荷华大学
51 Worcester Polytechnic Institute 伍斯特理工学院
59 Brigham Young University 杨百翰大学 (Fulton)
59 Clemson University 克莱姆森大学
59 Illinois Institute of Technology 伊利诺理工大学 (Armour)
59 Northeastern University 美国东北大学
59 University of Cincinnati 辛辛那提大学
59 University of Connecticut 康涅狄格大学
59 University of Massachusetts Amherst 马萨诸塞大学 Amherst 校区
59 University of Pittsburgh 匹兹堡大学 (Swanson)
