Инженерия — применение науки для оптимального преобразования природных ресурсов в целях использования человечеством. Совет по профессиональному развитию инженеров в США определил эту область как творческое применение «научных принципов для проектирования или разработки конструкций, машин, аппаратов или производственных процессов, или работ, использующих их по отдельности или в комбинации; или для строительства или эксплуатации с полным пониманием их конструкции; или для прогнозирования их поведения в конкретных условиях эксплуатации; все в отношении предполагаемой функции, экономичности эксплуатации и безопасности для жизни и имущества». Иногда, особенно в Великобритании, термин «машиностроение» определяется более свободно — как производство или сборка двигателей, станков и деталей машин.
Слова «двигатель» и «изобретательный» происходят от одного и того же латинского корня — ingenerare, что означает «создавать». Раннеанглийский глагол engine означал «придумывать». Таким образом, двигателями войны были такие устройства, как катапульты, плавучие мосты и штурмовые башни; их конструктором был «двигателист», или военный инженер. Аналогом военного инженера был инженер-строитель, который применял практически те же знания и навыки при проектировании зданий, улиц, водопроводов, канализационных систем и других объектов.
Инженерная деятельность связана с большим объемом специальных знаний; подготовка к профессиональной практике включает в себя обширную подготовку по применению этих знаний. Стандарты инженерной практики поддерживаются усилиями профессиональных обществ, обычно организованных на национальной или региональной основе, все члены которых признают ответственность перед обществом сверх ответственности перед своими работодателями или другими членами своего общества.
Функция ученого — познавать, а инженера — делать. Ученые пополняют запас проверенных систематизированных знаний о физическом мире, а инженеры применяют эти знания для решения практических задач. Инженерное дело основывается главным образом на физике, химии и математике и их расширении до материаловедения, механики твердых тел и жидкостей, термодинамики, процессов переноса и скорости, а также системного анализа.
В отличие от ученых, инженеры не могут свободно выбирать проблемы, которые их интересуют. Они должны решать проблемы по мере их возникновения, и их решения должны удовлетворять противоречивым требованиям. Обычно эффективность стоит денег, безопасность увеличивает сложность, а улучшение характеристик увеличивает вес. Инженерное решение — это оптимальное решение, конечный результат, который, принимая во внимание многие факторы, является наиболее желательным. Оно может быть самым надежным в пределах заданного веса, самым простым, удовлетворяющим определенным требованиям безопасности, или самым эффективным при заданной стоимости. Во многих инженерных проблемах социальные и экологические издержки являются значительными.
Инженеры используют два вида природных ресурсов — материалы и энергию. Материалы полезны благодаря своим свойствам: прочности, легкости изготовления, легкости или долговечности; способности изолировать или проводить электричество; химическим, электрическим или акустическим свойствам. Важными источниками энергии являются ископаемое топливо (уголь, нефть, природный газ), ветер, солнечный свет, падающая вода и ядерное деление. Поскольку большинство ресурсов ограничено, инженеры должны заботиться о постоянном развитии новых ресурсов, а также об эффективном использовании существующих.
