Η μηχανική υδατοκαλλιέργειας είναι η μηχανική των εγκαταστάσεων, του εξοπλισμού, των διαδικασιών και των συστημάτων που απαιτούνται για την ανάπτυξη και τη συγκομιδή υδρόβιων ζώων και φυτών για εμπορικούς σκοπούς. Υπάρχουν λίγα επίσημα εκπαιδευτικά προγράμματα σε όλο τον κόσμο αφιερωμένα ειδικά στην υδατοκαλλιτεχνική μηχανική. Οι άνθρωποι που ασκούν αυτόν τον τομέα έχουν συνήθως πτυχία στην υδατοκαλλιέργεια, τις βιολογικές επιστήμες ή παραδοσιακούς κλάδους μηχανικής, όπως η γεωργική μηχανική ή η περιβαλλοντική μηχανική.
Η υδατοκαλλιέργεια είναι μια ταχέως αναπτυσσόμενη βιομηχανία που προσπαθεί να καλύψει την αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση για ψάρια, οστρακοειδή, φύκια και άλλα υδρόβια είδη. Επειδή τα ψάρια είναι το κύριο προϊόν της βιομηχανίας, η υδατοκαλλιέργεια είναι κοινώς γνωστή ως ιχθυοκαλλιέργεια. Τα ψάρια και άλλα υδρόβια είδη εκτρέφονται, καλλιεργούνται, συγκομίζονται και μεταποιούνται υπό ελεγχόμενες συνθήκες που έχουν σχεδιαστεί για να μεγιστοποιούν την απόδοση και τα κέρδη και να ελαχιστοποιούν το κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Οι ιχθυοκαλλιέργειες και παρόμοιες εγκαταστάσεις εξαρτώνται αρκετά από το νερό. Ορισμένες εργασίες αυξάνουν τις καλλιέργειές τους σε εξωτερικούς χώρους, συχνά σε κλουβιά τοποθετημένα σε φυσικά ή τεχνητά υδάτινα σώματα. Τα είδη γλυκού νερού μπορούν να καλλιεργηθούν σε λίμνες ή δεξαμενές, ενώ τα θαλάσσια είδη συνήθως εκτρέφονται στα νερά των ωκεανών. Αυτές ονομάζονται διαδικασίες χαμηλής έντασης, επειδή λαμβάνουν χώρα σε ανοιχτά περιβάλλοντα όπου οι μηχανικοί μπορεί να έχουν μόνο περιορισμένο έλεγχο σε ορισμένες λειτουργικές πτυχές. Η υδατοκαλλιέργεια υψηλής έντασης ασκείται σε δεξαμενές ή άλλες εσωτερικές εγκαταστάσεις όπου οι συνθήκες μπορούν να ελέγχονται και να διατηρούνται αυστηρά.
Η μηχανική υδατοκαλλιέργειας ασχολείται βαθιά με ζητήματα νερού, ιδιαίτερα με την κυκλοφορία του νερού και την ποιότητα του νερού. Αυτοί οι τομείς απαιτούν εξειδίκευση στην υδρολογία, την υδραυλική και τις πτυχές της ωκεανογραφίας, της πολιτικής μηχανικής και της περιβαλλοντικής μηχανικής. Οι μηχανικοί υδατοκαλλιέργειας συχνά καλούνται να σχεδιάσουν ή να επιβλέψουν τη λειτουργία και τη συντήρηση αντλιών, συστημάτων σωληνώσεων και άλλου εξοπλισμού μεταφοράς νερού. Η γνώση της χημείας του νερού είναι επίσης ζωτικής σημασίας. Οι δραστηριότητες θαλάσσιας υδατοκαλλιέργειας που χρησιμοποιούν θαλασσινό νερό και εγκαταστάσεις υδατοκαλλιέργειας γλυκού νερού που χρησιμοποιούν εσωτερικά ύδατα έχουν πολύ διαφορετικές απαιτήσεις χημείας νερού.
Η παραγωγή και ο χειρισμός αποβλήτων αποτελούν μείζονες ανησυχίες στην ιχθυοκαλλιέργεια, επειδή πολλά ζώα περιορίζονται σε περιορισμένο χώρο. Τα απόβλητα περιλαμβάνουν ούρα, κόπρανα, άφατα τρόφιμα και νεκρά σφάγια ψαριών. Αυτά τα απόβλητα ενέχουν κίνδυνο για την υγεία των ψαριών σε κλειστούς χώρους και αποτελούν περιβαλλοντικό πρόβλημα στα εσωτερικά και ωκεάνια ύδατα. Αυτό σημαίνει ότι τα συστήματα επεξεργασίας, απομάκρυνσης και διάθεσης αποβλήτων χρειάζονται στις περισσότερες εγκαταστάσεις υδατοκαλλιέργειας μεγάλης κλίμακας.
Η βιολογική επιστήμη, ιδιαίτερα η βιολογία των υδρόβιων ειδών, είναι ένα άλλο βασικό συστατικό της μηχανικής υδατοκαλλιέργειας. Η γνώση της βιολογικής επιστήμης είναι απαραίτητη για τον σχεδιασμό και τη λειτουργία συστημάτων που θα διατηρήσουν τα ζωντανά πλάσματα υγιή και ακμάζοντα. Είναι επίσης κλειδί για την κάλυψη των περιβαλλοντικών αναγκών τους για αναπαραγωγή.
Εκτός από αυτές τις βασικές δεξιότητες, η μηχανική υδατοκαλλιέργειας συνήθως απαιτεί εξειδίκευση σε άλλους τομείς. Ένα παράδειγμα είναι η επίβλεψη του σχεδιασμού και της κατασκευής κτιρίων, εγκαταστάσεων και υπαίθριων υδάτινων σωμάτων ή δεξαμενών. Η επεξεργασία υδρόβιων ειδών σε τελικά προϊόντα μπορεί να απαιτεί εξειδικευμένα μηχανήματα, συμπεριλαμβανομένης της ρομποτικής ή αυτοματοποιημένων συστημάτων. Εκλεπτυσμένος εξοπλισμός παρακολούθησης, δοκιμών και ελέγχου της ποιότητας του νερού χρησιμοποιείται συχνά σε επιχειρήσεις υδατοκαλλιέργειας. Μοντελοποίηση υπολογιστών μπορεί επίσης να χρειαστεί για να προβλέψει ή να προσομοιώσει τις συνθήκες ποιότητας του νερού ή την παραγωγή ψαριών με την πάροδο του χρόνου υπό διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας.