Bilimsel çalışmalarda doğal olguları açıklayan teoriler geliştirmek için araştırırız. Bilimsel teoriler; ideal ya da teorik sistemi tanımlayan ifadeler içerir. Doğal bilimlerde açıkça yer alan bu bilimsel esaslar mühendislik bilimlerinde de yer alır. Termodinamik mekanik ve malzeme bilimleri gibi mühendislik bilimleri; termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları Newton yasaları atomik ve moleküler teoriler üzerine dayanmaktadır.
Mühendislik tasarımı ise oldukça farklıdır çünkü teoriler ve varsayımlar laboratuar deneyleri ile geliştirilemez ya da test edilemez. Mühendislik tasarımı insanların ve organizasyonların ele alınması gibi daha geniş olayları içerir. Bu yüzden mühendis tasarımı bir çeşit teknoloji olarak kabul eder. Bu durumun böyle olmasının sebebi; hem tasarım kararlarını hem de tasarım uyuşmalarını içeren bir probleme ait kesin ve tek bir cevabın bulunamamasıdır. Mühendislik tasarımının tanımına gelince; Mühendislik tasarımı önceden çözümlenmemiş problemlere çözüm üretmek için ya da önceden başka yollarla çözümlenmiş problemlere yeni çözümler getirmek için gerekli olan çalışmaların tamamıdır. Mühendislik tasarımcısı zekasını; bilimsel bilgileri kullanmada piyasada kabul görecek ürün tasarımında ve üreticinin en uygun yöntemini kullanarak üretimini yapmasını sağlamada kullanır. Bir ürün kabul görür derecede performansa sahip değilse ya da açık bir şekilde belirtilmemiş bir kullanım yöntemi yoksa; o ürünün tasarımı tamamlanmamış demektir.
Günümüzde bir çok mühendislik tasarımı ileri derecede disiplinli bir takım çalışmasının ürünüdür. Geleneksel disiplinler makina elektrik elektronik kontrol mühendisliği inşaat ve hatta kimya mühendisliği arasındaki ayrılıklar ortadan kalkmaktadır. Hatta farklı görünen bu alanlar birbirleri ile yakın ilişkiye girmeye başladı. Mesela otomobilleri düşünün; yakın bir zaman öncesine kadar sadece makina mühendisliğinin uzmanlık alanıydı. Otomobillerde karmaşık motor işletim sistemleri ABS fren sistemi süspansiyon sistemi 4-tekerlekten çekiş sistemi hava yastığı aktif gergili emniyet kemer sistemi ve benzeri bir çok yeni gelişmeler oldu. Bütün bu sistemler çok karmaşık olup bir çok farklı alandaki mühendisin birlikte ideal tasarımlarını gerektiriyor.