Teknik mekatronika adalah disiplin ilmu hibrida yang terdiri dari aspek mekanik, elektronik, dan kontrol. Ini adalah disiplin yang digunakan untuk merancang dan membuat perangkat yang dapat merespons lingkungan mereka secara real-time. Umpan balik yang diberikan oleh sensor listrik dikelola oleh komputer pusat yang mengeluarkan perintah untuk mengambil tindakan. Perintah-perintah ini mengatur respons perangkat, yang pada gilirannya meninggalkannya dalam situasi baru. Teknik mekatronika berguna untuk merancang banyak sistem yang tidak sepenuhnya bergantung pada operasi manusia.
Aspek pertama dari teknik mekatronik adalah aspek mekanik. Teknik mesin berkaitan dengan desain struktur fisik dalam mesin. Teknik mesin yang mendasari adalah ilmu mekanika, yang merupakan cabang fisika yang membahas gaya skala besar dan materi yang bergerak. Bidang lain yang berkontribusi adalah ilmu material, yang dapat memberi para insinyur seperangkat bahan untuk digunakan dalam merancang produk. Dalam sebuah mobil, aspek mekanis akan terdiri dari bodi, sasis, dan mesin, misalnya.
Komponen penting lain dari teknik mekatronik adalah aspek elektronik. Teknik elektronik berkaitan dengan merancang perangkat praktis yang menggunakan gerakan partikel bermuatan listrik untuk beroperasi. Aliran listrik ini dapat digunakan untuk mengangkut energi dan informasi. Energi listrik dapat digunakan untuk menyalakan perangkat mekatronik melalui motor listrik. Informasi yang dihasilkan oleh sensor dapat dikelola oleh sistem kontrol pusat.
Elemen terakhir yang diperlukan dalam teknik mekatronik adalah beberapa bentuk kontrol. Teori kontrol berkaitan dengan mempertahankan beberapa keadaan optimal dalam sistem dinamis. Ia bekerja dengan memperoleh umpan balik pada keadaan saat ini di lingkungan, membuat keputusan, dan kemudian mengeluarkan perintah untuk mengambil beberapa tindakan. Ketika suatu objek lebih jauh dari keadaan optimalnya, ia mungkin merespons lebih kuat untuk mencapai keadaan itu. Dalam perangkat mekatronik, kontrol biasanya dikelola oleh mikroprosesor — sirkuit terpadu tunggal dengan kemampuan pemrosesan pusat.
Perangkat mekatronik tersebar luas di banyak masyarakat. Sebuah mobil, misalnya, menggabungkan sistem mekanik dengan sistem kelistrikan dan komputer pusat. Banyak sensor listrik mendeteksi informasi tentang keadaan mobil, seperti kecepatan, tingkat bahan bakar, dan suhu mesin. Sinyal-sinyal ini diangkut oleh jalur listrik ke komputer mobil, yang membuat keputusan tentang bagaimana merespons. Jika bahan bakar terlalu rendah atau mesin terlalu panas, komputer mungkin mengeluarkan perintah untuk menampilkan pesan peringatan kepada operator.
Di dalam mobil, tugas membuat keputusan dibagi oleh komputer dan operator. Banyak perangkat mekatronik, di sisi lain, tidak dioperasikan secara real-time oleh manusia. Pesawat ruang angkasa seringkali harus menggunakan komputer onboard untuk membuat keputusan secara real-time karena ada penundaan komunikasi antara pesawat ruang angkasa dan Bumi. Mars Exploration Rovers mengalami penundaan komunikasi beberapa menit dan, oleh karena itu, menggunakan komputer pusat untuk membuat banyak keputusan navigasi cepat. Tanpa kemampuan ini, rover bisa saja jatuh dari langkan atau tersangkut oleh objek pada saat operator di Bumi menyadari adanya ancaman.