Projektiranje alatnih strojeva uključuje projektiranje, izgradnju i konstrukciju alatnih strojeva koji se koriste u različite industrijske svrhe. Vrste alatnih strojeva koje se obično koriste u današnjim industrijama uključuju tokarilice, strojeve za bušenje i strojeve za glodanje, kao i strojeve za prijenos, brušenje i brušenje. Svaki dizajn alatnog stroja mora uzeti u obzir opterećenje koje će stroj morati podnijeti, tko će koristiti alatni stroj i naprezanja na ključnim komponentama, kao i njegove zahtjeve za snagom i koliki će dio njegove funkcije biti automatiziran.
Projektant alatnih strojeva mora se usredotočiti na nekoliko ključnih aspekata različitih vrsta alatnih strojeva. Prvi od njih je okvir ili šasija na kojoj se gradi alat. To može biti lijevani, izrađeni ili konstruirani okvir u koji će se nalaziti svi motori, stolovi i kontrole koje alat zahtijeva. Često su ovi okviri izrađeni od čelika ili lijevanog željeza, ali moderni dizajn alatnih strojeva također može koristiti kompozitni plastični okvir. Ključna funkcija okvira je da mora biti u stanju izdržati i prigušiti učinke dugotrajnih vibracija, topline i zvuka kako bi alat bio učinkovitiji i pouzdaniji.
Druge komponente često uključene u dizajn alatnih strojeva su klizači i tračnice, koje su vodilice koje omogućuju kretanje stolova i vretena. Postoje dva primarna oblika za njih. Kutijasta klizač, ili tračnica, je standardna i najlakša za izgradnju, s dobrom sposobnošću prigušenja i otpornošću na udarce, iako ga je često teško popraviti i zamijeniti. Dizajn valjkastog puta uključuje ležaj između klizača i tračnice, što ga čini svestranijim i lakšim za postavljanje. No, dizajni s valjcima zauzimaju više prostora, a zbog svoje povećane složenosti obično su skuplji za izradu.
Elektromotori u dizajnu alatnih strojeva dolaze u jednoj od tri varijante. Motori s vretenom su najčešći i imaju osovinski pogon. Motori za napajanje daju snagu klizačima koji pomiču radne stolove i često se nazivaju servo motorima. Linearni motori omogućuju kretanje u jednom linearnom smjeru preko rotora spojenog na klizač, a obično su mali i lagani.
Dizajn alatnih strojeva također mora imati kontrole, koje mogu biti ručne ili bazirane na različitim mikroprocesorima, kao što je programibilni logički kontroler (PLC). Softver koji radi s PLC-om generira dio alatnog stroja koristeći programe za proizvodnju pomoću računala (CAM) i softver računalne numeričke kontrole (CNC) za izvršavanje CAM-a i pokretanje alata. Ovaj softver kontrolira uklonjive alate i bitove izrađene od tvrdog volframovog karbida koji su središnja točka dizajna alatnih strojeva.
Očekuje se da će tržište alatnih strojeva nastaviti rasti, podstičući uvijek prisutnu potrebu za diplomcima dizajna alatnih strojeva. Procjene govore da će u 2015. to biti globalna industrija vrijedna 80.7 milijardi američkih dolara (USD), koja će opskrbljivati nacije diljem Europe i Azije u industrijama kao što su zrakoplovstvo, proizvodnja vjetra i automobilski sektor. Tržište Sjeverne Amerike smatra se zrelim, dok će ostarjela oprema alatnih strojeva za rezanje, brušenje, brušenje, kao i tokarilice, glodalice i drugo biti zamijenjena novijim modelima koji su u velikoj potražnji drugdje.