Mekatroniikka on kokonaisvaltainen lähestymistapa sähkömekaanisten laitteiden ja koneiden suunnitteluun. Normaalisti laitteet on suunniteltu sarjaksi erillisiä järjestelmiä, kuten mekaanisia, sähköisiä, elektronisia ja tietokonejärjestelmiä. Usein nämä järjestelmät koostuvat geneerisistä komponenteista, jotka soveltuvat minkä tahansa tyyppisille koneille tai jopa erilaisille tyypeille. Mekatroniikan suunnittelussa järjestelmiä ei pidetä erillisinä vaan osana koko konetta ja ne on integroitu toisiinsa jokaisen komponentin kanssa, joka on suunniteltu toimimaan optimaalisesti kaikkien muiden kyseisen koneen komponenttien kanssa. Tällä tavalla mekatroniikan suunnittelu voi tuottaa erittäin tehokkaita laitteita lähes minkä tahansa tehtävän suorittamiseen optimaalisesti.
Mekatroniikan suunnitteluun liittyy monia erilaisia periaatteita, ja ne vaihtelevat toimialasta toiseen, koska eri teollisuudenalojen erityistarpeet vaihtelevat. Eräs hallitseva mekatroniikan suunnittelun periaate on kuitenkin konsepti, jossa suunnitellaan kaikki koneen komponentit siten, että koneen yleinen päätarkoitus täytetään yksittäisen komponentin sijasta. Tällä tavalla yhden komponentin suorituskyky ei vaarannu toisen komponentin kompensoimiseksi. Esimerkiksi kaikki vedessä tai sen kanssa toimivassa koneessa olevat osat suunnitellaan vedenpitäviksi.
Insinöörien koulutus on myös tärkeä tekijä uusien laitteiden suunnittelussa mekatroniikan suunnittelun näkökulmasta. Useimmat insinöörit ovat erikoistuneet yhteen osaamisalueeseen tai kurinalaisuuteen, kuten sähkö- tai konetekniikkaan. Todellisen mekatroniikan suunnittelun toteuttamiseksi insinöörin on tunnettava kaikki koneen osat, materiaalien koostumuksesta, jolla se rakennetaan, tietokoneisiin ja ohjelmointiin, joita käytetään koneen ohjaamiseen. Kun insinöörit ovat koulutettuja kaikilla koneen rakenteen ja käytön osa -alueilla, mekatroniikan avulla on saatavana joukko uusia ratkaisuja vanhoihin ongelmiin – kuten kemialliset ratkaisut tietokoneongelmiin tai päinvastoin.
Suorana seurauksena ongelmista, jotka liittyvät mekatroniikan suunnittelukonseptin mukaiseen koneiden ja laitteiden asianmukaiseen suunnitteluun, monet laitevalmistajat etsivät monialaisia insinöörejä, joilla on käytännön kokemusta useilta eri aloilta. Tällaisia insinöörejä on vähän saatavilla. Tämä on luonut uusia aloja tekniikan ja koulutuksen aloille. Monet korkeakoulut ja yliopistot työskentelevät nyt eri toimialojen kanssa kouluttaakseen ja kouluttaakseen uudenlaisia suunnitteluinsinöörejä. Nämä insinöörit eivät saa tutkintoja yhdestä perinteisestä tieteenalasta, vaan tutkinnot heijastavat heidän kykyään työskennellä kaikkien tietyn alan edellyttämien alojen kanssa.