Mekatroniikka on hybridiala, joka koostuu mekaanisista, elektronisista ja ohjausnäkökohdista. Se on tieteenala, jota käytetään suunnittelemaan ja valmistamaan laitteita, jotka voivat reagoida ympäristöönsä reaaliajassa. Sähköisten antureiden antamaa palautetta hallinnoi keskitietokone, joka antaa komentoja toimia varten. Nämä komennot säätelevät laitteen reaktiota, mikä puolestaan jättää sen uuteen tilanteeseen. Mekatroniikka on hyödyllistä monien sellaisten järjestelmien suunnittelussa, jotka eivät ole täysin riippuvaisia ihmisen toiminnasta.
Mekatroniikan ensimmäinen osa on mekaaninen. Koneenrakennus koskee koneen fyysisten rakenteiden suunnittelua. Koneenrakennuksen taustalla on mekaniikan tiede, joka on fysiikan haara, joka käsittelee suuria voimia ja liikkuvaa ainetta. Toinen vaikuttava ala on materiaalitiede, joka voi antaa insinööreille joukon materiaaleja, joita voidaan käyttää tuotteiden suunnittelussa. Autossa mekaaninen puoli käsittää esimerkiksi korin, rungon ja moottorin.
Toinen mekatroniikan suunnittelun välttämätön osa on elektroninen puoli. Sähkötekniikka koskee käytännön laitteiden suunnittelua, jotka käyttävät sähköisesti varautuneiden hiukkasten liikettä. Tätä sähkövirtaa voidaan käyttää sekä energian että tiedon kuljettamiseen. Sähköenergiaa voidaan käyttää mekatronisen laitteen käyttämiseen sähkömoottorin kautta. Anturien tuottamaa tietoa voidaan hallita keskusohjausjärjestelmällä.
Viimeinen mekatroniikan suunnittelussa vaadittava elementti on jonkinlainen ohjaus. Ohjausteoria koskee optimaalisen tilan ylläpitämistä dynaamisessa järjestelmässä. Se toimii saamalla palautetta sen hetkisestä tilasta ympäristössä, tekemällä päätöksen ja antamalla sitten komentoja ryhtyä toimiin. Kun kohde on kauempana optimaalisesta tilastaan, se voi reagoida voimakkaammin saavuttaakseen tämän tilan. Mekatronisessa laitteessa ohjausta ohjataan tyypillisesti mikroprosessorilla – yhdellä integroidulla piirillä, jolla on keskuskäsittelyominaisuus.
Mekatroniset laitteet ovat yleisiä monissa yhteiskunnissa. Esimerkiksi auto yhdistää mekaaniset järjestelmät sähköjärjestelmiin ja keskitietokoneeseen. Monet sähköiset anturit tunnistavat tietoja auton tilasta, kuten nopeudesta, polttoaineen määrästä ja moottorin lämpötilasta. Nämä signaalit kuljetetaan sähköväylillä auton tietokoneeseen, joka tekee päätökset reagoimisesta. Jos polttoaine on liian vähissä tai moottori on liian kuuma, tietokone voi antaa komennon varoitussanoman näyttämiseksi käyttäjälle.
Autossa päätöksenteon tehtävät jakavat tietokone ja kuljettaja. Toisaalta monet mekatroniikkalaitteet eivät ole reaaliaikaisten ihmisten käytössä. Avaruusalusten on usein käytettävä ajotietokoneita päätösten tekemiseen reaaliajassa, koska avaruusaluksen ja Maan välillä on yhteysviive. Mars Exploration Roversin tiedonsiirtoviive oli useita minuutteja, ja siksi he käyttivät keskitietokonetta monien nopeiden navigointipäätösten tekemiseen. Ilman tätä ominaisuutta roverit olisivat pudonneet reunalta tai juuttuneet esineeseen, kun operaattorit maapallolla huomasivat uhat.