机械零件的设计常按下列步骤进行：1）拟定零件的计算简图； 2）确定作用在零件上的载荷；3）选择合适的材料；4）根据零件可能出现的失效形式，选用相应的判定条件，确定零件的形状和主要尺寸，应当注意，零件尺寸的计算值一般并不是终采用的数值，设计者还要根据制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整；5）绘制工作图并标注必要的技术条件。
以上所述为设计计算。在实际工作中，也常采用相反的方式——校核计算。这时先参照实物（或图纸）和经验数据，初步拟定零件的结构和尺寸，然后再用有关的判定条件进行验算。还应注意，在一般机器中，只有一部分零件是通过计算确定其形状和尺寸的，而其余的零件则仅根据工艺要求和结构要求进行设计。
机械设备外观设计，零件的工作情况是指零件所处的环境特点、工作温度、摩擦磨损程度等。在湿热环境下工作的零件，其材料应具有良好防腐蚀能力，可选用不锈钢、铜合金等。两配合零件的线性膨胀系数不能相差过大，一面在温度变化时产生过大热应力或使配合松动，另一方面要考虑材料机械性能随温度而变化的情况。零件在工作中可能发生磨损的表面，应提高其表面硬度，增加耐磨性，因此应选择淬火钢、渗碳钢、氮化钢。
设计机械零件时，不仅应使其满足使用要求，即具备所要求的工作能力，同时还应当满足生产要求，否则就可能制造不出来，或虽能制造但费工费料很不经济。
在具体生产条件下，如所设计的机械零件便于加工而加工费用又很低，则这样的零件就称为具有良好的工艺性。有关工艺性的基本要求是：
①毛坯选择合理机械制造中毛坯制备的方法有：直接利用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。毛坯的选择与具体的生产技术条件有关，一般取决于生产批量、材料性能和加工可能性等。
②结构简单合理设计零件的结构形状时，警好采用简单的表面（如平面、圆柱面、螺旋面）及其组合，同时还应当尽量使加工表面数目少和加工面积小。
③规定适当的制造精度及表面粗糙度零件的加工费用随着精度的提高而增加，尤其在精度较高的情况下，这种增加极为显著。因此，在没有充分根据时，不应当追求高的精度。同理，零件的表面粗糙度也应当根据配合表面的实际需要，作出适当的规定。
欲设计出工艺性良好的零件，设计者就必须与工艺技术员工相结合并善于向他们学习。此外，在金属工艺学课程和手册中也都提供了一些有关工艺性的基本知识，可供参考。
为了培养机械设计师的核心创新能力，必须要机械师加强设计方面的理念创新工作。基础信息工作人员应该建立起完善的绿色设计资源数据库，对于各个设计环节的环保细节和排放标准，应该进行数据入库储存。
机械设计师在进行新产品的三维技术开发时，可以根据此类型产品中的经典2D模型设计方法为蓝本，吸收传统设计活动中的理念，进一步推行传统产品中的3D模型装配方法创新，在虚拟样机的设计中体现出对于新技术的探索和革新运用。