Ο σχεδιασμός Μηχατρονικής είναι μια ολιστική προσέγγιση μηχανικής για το σχεδιασμό ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού και μηχανημάτων. Κανονικά, ο εξοπλισμός σχεδιάζεται ως μια σειρά χωριστών συστημάτων, όπως μηχανικά, ηλεκτρικά, ηλεκτρονικά και υπολογιστικά συστήματα. Συχνά αυτά τα συστήματα κατασκευάζονται από γενικά εξαρτήματα που είναι κατάλληλα για οποιονδήποτε παρόμοιο τύπο μηχανών ή ακόμα και ανόμοιους τύπους. Στον σχεδιασμό της μηχανοτρονικής, τα συστήματα δεν θεωρούνται ξεχωριστά αλλά μέρος ολόκληρης της μηχανής και είναι ενσωματωμένα μεταξύ τους με κάθε εξάρτημα σχεδιασμένο να λειτουργεί βέλτιστα με όλα τα άλλα εξαρτήματα σε αυτό το συγκεκριμένο μηχάνημα. Με αυτόν τον τρόπο, ο σχεδιασμός μηχατρονικής μπορεί να παράγει πολύ αποτελεσματικό εξοπλισμό για την βέλτιστη εκτέλεση σχεδόν οποιασδήποτε εργασίας.
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές αρχές που αποδίδονται στον σχεδιασμό της μηχατρονικής και διαφέρουν από κλάδο σε κλάδο, επειδή οι ειδικές ανάγκες σε εξοπλισμό για κάθε κλάδο ποικίλλουν. Ωστόσο, μια κυρίαρχη αρχή του σχεδιασμού της μηχατρονικής είναι η ιδέα του σχεδιασμού όλων των εξαρτημάτων σε μια μηχανή με στόχο την εκπλήρωση του γενικού τελικού σκοπού της μηχανής και όχι μόνο αυτού του μεμονωμένου εξαρτήματος. Με αυτόν τον τρόπο, ένα στοιχείο δεν τίθεται σε κίνδυνο στην απόδοσή του για να αντισταθμίσει ένα άλλο στοιχείο. Για παράδειγμα, όλα τα εξαρτήματα σε ένα μηχάνημα που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί μέσα ή με νερό θα πρέπει να είναι σχεδιασμένα για να είναι αδιάβροχα.
Η εκπαίδευση των μηχανικών είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας κατά τη σύλληψη νέου εξοπλισμού από την οπτική του σχεδιασμού της Μηχατρονικής. Οι περισσότεροι μηχανικοί ειδικεύονται σε έναν ενιαίο τομέα εξειδίκευσης ή πειθαρχίας, όπως ηλεκτρολόγος ή μηχανολόγος μηχανικός. Για να επιδιώξει έναν αληθινό σχεδιασμό μηχανοτρονικής, ένας μηχανικός πρέπει να είναι εξοικειωμένος με όλες τις πτυχές της μηχανής, από τη σύνθεση των υλικών με τα οποία πρόκειται να κατασκευαστεί μέχρι τους υπολογιστές και τον προγραμματισμό που θα χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της μηχανής. Με μηχανικούς εκπαιδευμένους σε όλες τις πτυχές της κατασκευής και της λειτουργίας μιας δεδομένης μηχανής, μια σειρά από νέες λύσεις σε παλιά προβλήματα — όπως χημικές λύσεις σε προβλήματα υπολογιστών ή το αντίστροφο — γίνεται διαθέσιμη με τη μηχανοτρονική σχεδίαση.
Ως άμεσο αποτέλεσμα των θεμάτων που σχετίζονται με τη σωστή μηχανική μηχανών και εξοπλισμού στο πλαίσιο της σχεδιαστικής ιδέας της Μηχατρονικής, πολλοί κατασκευαστές εξοπλισμού αναζητούν πολυεπιστημονικούς μηχανικούς με πρακτική εμπειρία σε πολλούς διαφορετικούς τομείς. Υπάρχουν λίγοι τέτοιοι μηχανικοί διαθέσιμοι. Αυτό έχει δημιουργήσει νέα πεδία στη μηχανική και την εκπαίδευση. Πολλά κολέγια και πανεπιστήμια συνεργάζονται τώρα με διάφορες βιομηχανίες για να εκπαιδεύσουν και να εκπαιδεύσουν νέους τύπους μηχανικών σχεδιασμού. Αυτοί οι μηχανικοί δεν λαμβάνουν πτυχία σε έναν μόνο παραδοσιακό κλάδο, αλλά, αντίθετα, τα πτυχία τους αντικατοπτρίζουν την ικανότητά τους να εργάζονται με όλους τους κλάδους που απαιτούνται από μια δεδομένη βιομηχανία.