การออกแบบเป็นกระบวนการต้นน้ำที่ทำให้ฟังก์ชันการทำงาน ประสิทธิภาพ รูปร่าง โครงสร้าง และอื่นๆ ของผลิตภัณฑ์เป็นรูปธรรม และกำหนดกระบวนการผลิตทั้งหมด โดยอิงจากความต้องการของลูกค้าและความต้องการของตลาด จะพิจารณาตั้งแต่การเลือกวัสดุ การกำหนดค่าเผื่อ การพิจารณาวิธีการผลิต ไปจนถึงความสามารถในการประกอบและการบำรุงรักษา วัตถุประสงค์หลักคือการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ การปรับปรุงผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ การลดต้นทุน และการปรับปรุงคุณภาพ ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของความสามารถในการแข่งขันในอุตสาหกรรมการผลิต วิธีการที่เป็นที่นิยมได้แก่ การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ การวิเคราะห์เชิงจำลอง และการจัดทำแบบ โดยใช้ระบบ CAD/CAM/CAE โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การออกแบบที่คำนึงถึงความสามารถในการผลิต (DFM) และการออกแบบที่คำนึงถึงความสามารถในการประกอบ (DFA) มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและคุณภาพของกระบวนการถัดไป ความแม่นยำของกระบวนการนี้เชื่อมโยงโดยตรงกับระยะเวลาจนกว่าผลิตภัณฑ์จะออกสู่ตลาด คุณภาพขั้นสุดท้าย และต้นทุน