Ingineria mecatronică este o disciplină hibridă care constă din aspecte mecanice, electronice și de control. Este disciplina folosită pentru proiectarea și fabricarea dispozitivelor care pot răspunde la mediile lor în timp real. Feedback-ul furnizat de senzorii electrici este gestionat de un computer central care emite comenzi pentru a lua măsuri. Aceste comenzi guvernează răspunsul dispozitivului, care la rândul său îl lasă într-o situație nouă. Ingineria mecatronică este utilă pentru proiectarea multor sisteme care nu se bazează în totalitate pe operarea umană.
Primul aspect al ingineriei mecatronice este aspectul mecanic. Ingineria mecanică se ocupă de proiectarea structurilor fizice dintr-o mașină. La baza ingineriei mecanice se află știința mecanicii, care este o ramură a fizicii care se adresează forțelor la scară largă și materiei în mișcare. Un alt domeniu care contribuie este știința materialelor, care poate oferi inginerilor o suită de materiale de utilizat în proiectarea produselor. Într-o mașină, aspectul mecanic ar cuprinde caroseria, șasiul și motorul, de exemplu.
O altă componentă necesară a ingineriei mecatronice este aspectul electronic. Ingineria electronică se ocupă de proiectarea dispozitivelor practice care utilizează mișcarea particulelor încărcate electric pentru a funcționa. Acest flux de energie electrică poate fi folosit atât pentru a transporta energie, cât și pentru informații. Energia electrică poate fi utilizată pentru a alimenta un dispozitiv mecatronic printr-un motor electric. Informațiile produse de senzori pot fi gestionate de un sistem central de control.
Elementul final necesar în ingineria mecatronică este o formă de control. Teoria controlului este preocupată de menținerea unei stări optime într-un sistem dinamic. Funcționează prin obținerea de feedback cu privire la starea sa actuală într-un mediu, luând o decizie și apoi emitând comenzi pentru a lua anumite măsuri. Când un obiect este mai departe de starea sa optimă, poate răspunde mai puternic pentru a ajunge la acea stare. Într-un dispozitiv mecatronic, controlul este de obicei gestionat de un microprocesor – un singur circuit integrat cu o capacitate centrală de procesare.
Dispozitivele mecatronice sunt răspândite în multe societăți. O mașină, de exemplu, combină sistemele mecanice cu sistemele electrice și un computer central. Mulți senzori electrici detectează informații despre starea mașinii, cum ar fi viteza, nivelul combustibilului și temperatura motorului. Aceste semnale sunt transportate pe căi electrice către computerul mașinii, care ia decizii cu privire la modul de răspuns. Dacă combustibilul este prea scăzut sau motorul este prea fierbinte, computerul poate emite o comandă pentru a afișa un mesaj de avertizare operatorului.
Într-o mașină, sarcina de a lua decizii este împărțită de un computer și de un operator. Multe dispozitive mecatronice, pe de altă parte, nu sunt operate în timp real de oameni. Adesea, navele spațiale trebuie să folosească computere de bord pentru a lua decizii în timp real, deoarece există o întârziere de comunicare între navă și Pământ. Mars Exploration Rover-urile au avut o întârziere de comunicare de câteva minute și, prin urmare, au folosit un computer central pentru a lua multe decizii rapide de navigație. Fără această capacitate, rover-urile ar fi putut cădea de pe un margine sau ar fi rămas blocate de un obiect până când operatorii de pe Pământ au observat amenințările.