Mehatronično inženjerstvo je hibridna disciplina koja se sastoji od mehaničkih, elektroničkih i upravljačkih aspekata. To je disciplina koja se koristi za dizajn i proizvodnju uređaja koji mogu odgovoriti na svoje okruženje u stvarnom vremenu. Povratnom informacijom koju pružaju električni senzori upravlja središnje računalo koje izdaje naredbe za poduzimanje radnji. Ove naredbe upravljaju odgovorom uređaja, što ga pak ostavlja u novoj situaciji. Mehatronički inženjering je koristan za projektiranje mnogih sustava koji se ne oslanjaju u potpunosti na ljudski rad.
Prvi aspekt mehatroničkog inženjerstva je mehanički aspekt. Strojarstvo se bavi projektiranjem fizičkih struktura u stroju. Temelj strojarstva je znanost o mehanici, koja je grana fizike koja se bavi silama velikih razmjera i materijom u kretanju. Drugo polje koje doprinosi je znanost o materijalima, koja inženjerima može dati skup materijala za korištenje u dizajniranju proizvoda. U automobilu bi, na primjer, mehanički aspekt uključivao karoseriju, šasiju i motor.
Još jedna neophodna komponenta mehatroničkog inženjerstva je elektronički aspekt. Elektronički inženjering bavi se projektiranjem praktičnih uređaja koji za rad koriste kretanje električnih nabijenih čestica. Ovaj tok električne energije može se koristiti za prijenos energije i informacija. Električna energija se može koristiti za napajanje mehatroničkog uređaja putem elektromotora. Informacijama koje proizvode senzori može upravljati središnji kontrolni sustav.
Posljednji element potreban u mehatroničkom inženjerstvu je neki oblik kontrole. Teorija upravljanja bavi se održavanjem nekog optimalnog stanja u dinamičkom sustavu. Djeluje tako što dobiva povratne informacije o svom trenutnom stanju u okruženju, donosi odluku, a zatim izdaje naredbe za poduzimanje neke radnje. Kada je objekt dalje od svog optimalnog stanja, može snažnije reagirati da bi dosegao to stanje. U mehatroničkom uređaju, upravljanjem obično upravlja mikroprocesor — jedan integrirani krug sa središnjom sposobnošću obrade.
Mehatronički uređaji su rašireni u mnogim društvima. Automobil, na primjer, kombinira mehaničke sustave s električnim sustavima i središnjim računalom. Mnogi električni senzori otkrivaju informacije o stanju automobila, kao što su brzina, razina goriva i temperatura motora. Ti se signali električnim putovima prenose do računala automobila, koje donosi odluke o tome kako će odgovoriti. Ako je gorivo premalo ili je motor prevruć, računalo može izdati naredbu za prikazivanje poruke upozorenja operateru.
U automobilu zadatak donošenja odluka dijele računalo i operater. Mnogim mehatroničkim uređajima, s druge strane, ljudi ne upravljaju u stvarnom vremenu. Svemirske letjelice često moraju koristiti ugrađena računala za donošenje odluka u stvarnom vremenu jer postoji kašnjenje u komunikaciji između letjelice i Zemlje. Mars Exploration Rovers imali su kašnjenje u komunikaciji od nekoliko minuta i stoga su koristili središnje računalo za donošenje mnogih brzih navigacijskih odluka. Bez ove sposobnosti, roveri bi mogli pasti s izbočine ili se zaglaviti za neki objekt do trenutka kada su operateri na Zemlji primijetili prijetnje.