Tehnološko istraživanje i razvoj odnosi se na izum, dizajn, poboljšanje i izgradnju novih vrsta proizvoda, opreme i strojeva. Visokokvalificirani znanstvenici i inženjeri provode tehnološka istraživanja i razvoj medicinske opreme, potrošačke elektronike, industrijskih strojeva, generatora energije, računala i bilo kojeg broja drugih modernih uređaja. Profesionalci provode istraživanja u mnogim različitim okruženjima, uključujući inženjerske tvrtke, biotehnološke tvrtke, proizvodne pogone, sveučilišne laboratorije i privatne trgovine.
Značajan dio tehnološkog istraživanja i razvoja posvećen je osmišljavanju kreativnih, korisnih izuma. Inženjeri provode opsežna istraživanja trenutne tehnologije u svom području stručnosti kako bi utvrdili potrebu za novim proizvodima ili poboljšanjima koja se mogu napraviti na postojećim. Profesionalci u većini okruženja rade zajedno kako bi osmislili ideje, izračunali količinu vremena i novca koji će biti potrebni za razvoj novog proizvoda, kao i vjerojatnost njegovog uspjeha. Inženjeri često pišu prijedloge za bespovratna sredstva kako bi dobili potrebna sredstva za početak faze izgradnje.
Tim stručnih inženjera obično koristi računalno potpomognute programe za izradu nacrta kako bi dizajnirao dio opreme, razradio mjerenja i funkcionalne aspekte te ga podvrgnuo simuliranim testovima. Kada dizajn obećava, inženjeri dobivaju sirovine, grade prototip i provode nekoliko eksperimenata i testnih vožnji kako bi bili sigurni da radi ispravno. Uspješan stroj prolazi završnu inspekciju kako bi se osiguralo da je siguran, legalan i što učinkovitiji. Tim inženjera tada može podnijeti zahtjev za patente i organizirati masovnu proizvodnju proizvoda, oglašavanje i prodaju distributerima.
Milijuni sati i ogromne svote novca dodijeljeni su tehnološkom istraživanju i razvoju u desecima različitih industrija. Neka od najvažnijih i najistaknutijih istraživanja usmjerena su na nanotehnologiju i njezinu primjenu u računalnoj znanosti. Stručni znanstvenici i inženjeri neprestano razmišljaju o načinima kako da računala, elektroniku i telekomunikacijske usluge učine bržim i učinkovitijim. Tehnološko istraživanje i razvoj ključno je u dizajnu energetski učinkovitih automobila, generatora i elektrana. Rad suvremenih inženjera također utječe na zaštitu okoliša, medicinske usluge, znanost o hrani, aeronautiku i javne sanitarne sustave.
Pojedinci koji se žele uključiti u tehnološko istraživanje i razvoj mogu se prijaviti za stažiranje ili mjesta pomoćnika u različitim institucijama. Pomoćnici pomažu inženjerima u izgradnji i testiranju prototipova, pisanju izvješća i prijavljivanju patenata. Ljudi koji se žele više uključiti u dizajniranje novih proizvoda obično moraju steći diplomu ili više iz strojarstva, industrije, biomedicine ili računalnog inženjerstva. Profesionalci koji stječu iskustvo u tom području i budu u tijeku s najnovijim tehnološkim dostignućima mogu dobiti priliku nadzirati tim inženjera i asistenata te organizirati samostalne istraživačke projekte.