Mühendis karşılaştığı problemleri toplum yararını gözeterek çözerken bilimsel ilkeleri de etkin bir şekilde uygulayan kişidir. Endüstri Mühendisi de bu doğrultuda ya mevcut bir ürünü veya süreci iyileştirecek ya da müşteri gereksinimlerini daha iyi karşılayacak yeni bir ürün veya süreç tasarlayacak bunları yaparken de diğer mühendislik disiplinleriyle işbirliğine gidecektir. Genel olarak bakıldığında mühendislik problemi tanımlama bu probleme ilişkin çözüm seçenekleri üretme ardından bu seçenekler üzerinde karar verme ve çözümü uygulama adımlarından oluşan bir süreci kapsar. Bu süreç ayrıntılı olarak aşağıdaki gibi verilebilir (Montgomery ve Runger 1):

1. Problemin kısa ve açık bir tanımını yap.
2. Bu problemi etkileyen veyahut çözümünde önemli rol oynayacağı düşünülen faktörleri kesin olmasa da tanımla.
3. Problemi çözmek için bilimsel bilgiyi kullanarak bir model geliştir. Modelin varsayımlarını ifade et ve sınırlarını belirle.
4. 2. ve 3. adımlarda varsayıma dayalı olarak kurulan modelin geçerliliğini test etmek üzere uygun bir veri toplama deneyi yap.
5. Gerekiyorsa toplanan verileri temel alarak modeli yeniden düzenle.
6. Söz konusu problemi çözmek amacıyla modeli uygula.
7. Problemin etkin ve verimli olarak çözüldüğünü doğrulayacak uygun bir doğrulama deneyi yap.
8. Problemin çözümünden yola çıkarak tavsiyeler üret sonuçlar çıkart. Sonuç olarak mühendis etkin bir planı nasıl yapacağını veriyi nasıl toplayacağını bu verileri nasıl analiz edip yorumlayacağını ve problemi çözmek için önerdiği modelle gözlenen sonuçları nasıl ilişkilendireceğini bilmek durumundadır.