Bidang teknik mesin adalah salah satu bidang teknik yang paling luas. Teknik mesin menggunakan prinsip-prinsip ilmu material dan fisika untuk menganalisis, merancang, dan membuat produk atau sistem mekanis. Semua jenis insinyur mesin telah memperoleh pemahaman tentang analisis struktural, termodinamika, dan mekanika. Sebagian besar insinyur mesin telah mempelajari dan menggunakan prinsip-prinsip dasar teknik kimia, teknik elektro, dan juga teknik sipil. Beberapa bidang khusus yang lebih umum dari teknik mesin termasuk kedirgantaraan, otomotif, dan teknik biomedis. Secara keseluruhan, peluang karir teknik mesin diprediksi meningkat selama dekade kedua awal abad ke-21.
Konseptualisasi, desain, dan konstruksi pesawat, pesawat ruang angkasa, dan rudal adalah bagian dari bidang teknik kedirgantaraan. Dalam teknik kedirgantaraan sebenarnya ada dua bidang yang terpisah tetapi tumpang tindih: teknik aeronautika, yang melibatkan desain dan konstruksi pesawat yang beroperasi di dalam atmosfer bumi, dan teknik astronotika yang melibatkan desain dan konstruksi pesawat ruang angkasa yang beroperasi di luar atmosfer bumi. Bagian dari bidang teknik mesin ini berkaitan dengan kekuatan dan sifat fisik yang terlibat dengan aerodinamika seperti angkat, seret, airfoil, dan permukaan kontrol. Insinyur kedirgantaraan terkadang harus merancang untuk beban struktural yang parah, suhu ekstrem, dan tingkat tekanan atmosfer.
Teknik otomotif mencakup desain dan pengujian berbagai bagian dan proses yang digunakan oleh mobil dan peralatan lain yang diproduksi oleh industri otomotif. Spesialisasi di bidang teknik ini meliputi sistem pembuangan, mesin, dan desain struktural. Beberapa insinyur di bidang ini berspesialisasi dalam satu atau dua bidang tertentu sementara yang lain mungkin memiliki kesempatan untuk bekerja di sejumlah bidang khusus yang berbeda. Masalah lingkungan dan peluang untuk kemajuan ke posisi senior menunjukkan potensi pertumbuhan yang kuat dalam peluang teknik mesin untuk bidang spesialisasi ini.
Rekayasa biomedis menerapkan konsep teknik bersama dengan kedokteran dan biologi untuk meningkatkan kualitas hidup banyak orang. Sumber peluang karir teknik mesin yang relatif baru, banyak pekerjaan yang dilakukan di bidang ini melibatkan desain dan pengembangan prostesis biokompatibel, implan mikro, dan perangkat diagnostik, seperti peralatan pencitraan resonansi magnetik (MRI) dan elektroensefalografi (EEG). Beberapa sub-disiplin dalam bidang teknik biomedis termasuk bioinstrumentasi, biomekanik, dan bionik.
Gaji dalam profesi ini sangat bervariasi, tergantung pada bidang spesialisasi. Peluang di berbagai bidang teknik mesin, bagaimanapun, diproyeksikan akan meningkat hingga abad ke-21. Peningkatan yang diproyeksikan ini adalah yang tertinggi dalam peluang karir teknik mesin di bidang spesialisasi tertentu, seperti teknik biomedis.