Ένας ναυτικός μηχανικός ασχολείται με την έρευνα, την ανάπτυξη και την κατασκευή νέων θαλάσσιων σκαφών και των εξαρτημάτων τους. Μπορεί να δημιουργήσει σχέδια, να σχεδιάσει μηχανές και συστήματα πρόωσης, να δοκιμάσει πρωτότυπα και να επιβλέψει την κατασκευή πλοίων πλήρους μεγέθους. Ένας ναυτικός μηχανικός μπορεί να ειδικευτεί δουλεύοντας σε ορισμένους τύπους πλοίων, όπως επιβατηγά σκάφη, ιστιοφόρα, κρουαζιερόπλοια, υποβρύχια ή στρατιωτικά θωρηκτά και αεροπλανοφόρα.
Οι βιομηχανίες που κατασκευάζουν σκάφη αναψυχής, όπως αλιευτικά σκάφη, ταχύπλοα και ιστιοφόρα, προσλαμβάνουν ναυτικούς μηχανικούς για να σχεδιάσουν νέα μοντέλα και να βελτιώσουν τους διαφορετικούς τύπους συστημάτων επί του σκάφους. Ένας ναυτικός μηχανικός μπορεί να πειραματιστεί με διαφορετικούς τύπους καυσίμων και συστημάτων εισαγωγής καυσίμων, εξωλέμβιους και εσωτερικούς κινητήρες, συστήματα πλοήγησης, συσκευές πρόωσης, συστήματα διεύθυνσης και άλλο σχετικό εξοπλισμό. Συχνά επιβλέπει την κατασκευή πρωτότυπων και βοηθάει στη δοκιμή και την προσαρμογή τελικών σκαφών.
Οι μηχανικοί που εργάζονται σε μεγάλα θαλάσσια πλοία, όπως υπερωκεάνια και κρουαζιερόπλοια, έχουν εξειδικευμένη γνώση συστημάτων τροφοδοσίας μεγάλης κλίμακας και συσκευών πρόωσης. Μπορούν να χρησιμοποιούν προγράμματα σύνταξης με τη βοήθεια υπολογιστή για να σχεδιάσουν συστήματα και να πραγματοποιήσουν προσομοιωμένες δοκιμές της απόδοσής τους. Ένας μεγάλος τεχνικός θαλάσσιος μηχανικός συνήθως ασχολείται πολύ με τη διαδικασία κατασκευής, ενημερώνοντας τους ηλεκτρολόγους και άλλους εργαζόμενους για τις ακριβείς λεπτομέρειες ενός έργου.
Πολλοί ειδικευμένοι μηχανικοί απασχολούνται από το Πολεμικό Ναυτικό ή άλλους στρατιωτικούς κλάδους για τη δημιουργία και τη βελτίωση ναυτικών σκαφών, συμπεριλαμβανομένων υποβρυχίων και αεροπλανοφόρων. Τέτοιοι ναυτικοί μηχανικοί συνήθως εκπαιδεύονται σε στρατιωτικές σχολές για να μάθουν για τα αμυντικά συστήματα και την ενσωμάτωση της πυρηνικής ενέργειας. Συχνά εργάζονται σε ομάδες με άλλους μηχανικούς και στρατιωτικό προσωπικό για να δημιουργήσουν πολύ περίπλοκα, τεχνολογικά προηγμένα σκάφη σε υπερσύγχρονες ναυτικές εγκαταστάσεις.
Για να γίνει μηχανικός θαλάσσης, ένα άτομο πρέπει συνήθως να αποκτήσει τουλάχιστον μεταπτυχιακό τίτλο, αν και ορισμένα άτομα είναι σε θέση να βρουν εργασία με πτυχία μηχανικής. Τα περισσότερα κράτη και χώρες απαιτούν από νέους μηχανικούς να λάβουν άδεια πριν ασκήσουν ανεξάρτητα το εμπόριο τους. Οι απαιτήσεις αδειοδότησης διαφέρουν μεταξύ των τοποθεσιών, αν και οι περισσότερες πολιτείες και χώρες απαιτούν από τους μηχανικούς να αποκτήσουν περίπου τέσσερα χρόνια εποπτευόμενης εργασιακής εμπειρίας και να περάσουν γραπτές εξετάσεις. Συνήθως δεν απαιτείται πρόσθετη πιστοποίηση, αν και οι ναυτικοί μηχανικοί που θέλουν να εργαστούν σε μεγάλα πλοία συχνά επιλέγουν να αποκτήσουν επαγγελματικά προσόντα από διαπιστευμένα ιδιωτικά προγράμματα.
Υπάρχει γενικά μια σταθερή ζήτηση για ειδικευμένους θαλάσσιους μηχανικούς στις περισσότερες ειδικότητες. Τα άτομα που σχεδιάζουν σκάφη αναψυχής και αυτά που συμμετέχουν στο ναυτικό βρίσκουν συνήθως τις περισσότερες προοπτικές εργασίας. Καθώς η θαλάσσια τεχνολογία εξελίσσεται, οι μηχανικοί με δεξιότητες πληροφορικής και τεχνογνωσία ηλεκτρονικών έχουν τις καλύτερες πιθανότητες να βρουν σταθερή απασχόληση σε ιδρύματα έρευνας και ανάπτυξης.