將來機械設計學必將滲透到半導體制造、生物工程、納米技術和機器人等行業中去，在對社會發展做出貢獻的同時，不斷完善自己，使理論進一步創新。
1、進一步實現系統性。即從系統觀點入手，把機械產品看作一個系統或整體，依賴計算機技術，實現人、機、環境和相互協調。具體來說，是把總系統分解為若干個子系統，採用各種現代設計理論和方法，追求系統優化為目標協調各子系統的設計和匹配。
2、深化智能化設計。隨著科技的進步和發展，設計要越來越多地考慮智能的因素。大量設計內容都可通過建立模型，來描述機械產品的各種工況行為，對模型求解可預測產品的性能、設計的合理性和最優性。例如，各類車輛性能評價的智能決策系統，齒輪箱設計專家系統，故障診斷系統等已應用在新車的開發設計中。
3、更加註重綠色思想。綠色設計技術是對產品在其生命週期中，按符合環境保護、資源利用率最高、能源消耗最低的要求進行設計的技術。要求設計者從全週期考慮產品的環境屬性和基本屬性，在設計時始終立足於人的身心健康、環境保護等，同時要求所設計的產品具有可回收利用性，對環境的損害最小。
由機械設計和計算機專業人員共同開發的計算機軟件，能夠反映和描述機械產品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞的機理，可以定量分析和計算機械零件和機械的動態行為，並形成固定的設計程序，這就是專業的現代設計方法，如：振動分析和設計，摩擦學設計，熱力學傳熱設計，強度、剛度設計，溫度場分析等等。這些軟件都是在傳統的設計方法基礎上，應用計算機技術開發出來的。例如：用Pro/M軟件分析機械裝置的動態特性，用ANSYS軟件分析應力都是這方面很好的例子，為準確判斷裝置的可靠性和選擇設計參數奠定了基礎。
為了滿足機械產品性能的高要求，在機械設計中大量採用計算機技術進行輔助設計和系統分析，這就是通用的現代設計方法。常見的方法包括優化、有限元、可靠性、仿真、專家系統、CAD等。這些方法並不只是針對機械產品去研究，還有其自身的科學理論和方法。
4、優化設計
機械優化設計是最優化技術在機械設計領域的移植和應用，其基本思想是根據機械設計的理論，方法和標準規範等建立一反映工程設計問題和符合數學規劃要求的數學模型，然後採用數學規劃方法和計算機計算技術自動找出設計問題的最優方案。它是機械設計理論與優化數學、電子計算機相互結合而形成的一種現代設計方法。
5、仿真與虛擬設計
計算機仿真技術是以計算機為工具“建立實際或聯想的系統模型”並在不同條件下對模型進行動態運行實驗的一門綜合性技術。而虛擬技術的本質是以計算機支持的仿真技術為前提，在產品設計階段，實時地並行地模擬出產品開發全過程及其對產品設計的影響，預測產品性能、產品製造成本、產品的可製造性、產品的可維護性和可拆卸性等，從而提高產品設計的一次成功率。這種方法不但縮短產品開發週期，也實現了縮短產品開發與用戶之間的距離。
6、 有限元設計
這種方法是利用數學近似的方法對真實物理系統（幾何和載荷工況）進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。它不僅能用於工程中複雜的非線行問題、非穩態問題的求解，而且還可用於工程設計中進行復雜結構的靜態和動力分析，並能準確地計算形狀複雜零件的應力分佈和變形，成為複雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。
7、模糊設計
它是將模糊數學知識應用到機械設計中的一種設計方法。機械設計中就存在大量的模糊信息。如機械零部件設計中，零件的安全係數往往從保守觀點出發，取較大值而不經濟，但在其允許的範圍內存在很大的模糊區間。機械產品的開發在各階段常會遇到各種模糊問題，雖然這些問題的特點、性質及對計策的要求不盡相同，但所採取的模糊分析方法是相似的。它的最大特點是，可以將各因素對設計結果的影響進行全面定量地分析，得出綜合的數量化指標，作為選擇決斷的依據。
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