申请美国机械工程(ME)专业需要有良好的工科背景，例如非常优秀的数学和物理学的基础;需要良好的动手能力，例如参加过各种竞赛(比如比较泛滥的机器人大赛)即是动手能力的体现;需要良好的计算机专业背景，例如编程能力。中国的专业设置同美国高校是有些差异的，中国是小专业，美国是大专业。比如说机械工程(ME)相关专业，中国就有机械工程、车辆工程、自动化等等。如果再细化分，还会有很多。但是美国95%以上的学校，就是一个机械工程(ME)专业，而我们细分化的那些方向变成了这个专业下的concentration，这个concentration则凭借个人兴趣和爱好去选择。
说起来机械工程(ME)的历史其实还要追溯到古希腊和中国，那时螺旋泵、蒸汽机、钟、地震仪等的发明，可是现在中国在ME领域的研究已经落后了一大步。美国最早开设工程专业的学校有三所：U.S. Military Academy、Norwich University和Rensselaer Polytechnic Institute。
机械工程(ME)专业领域非常多样化，甚至每个机械工程师可能与他的同事做的事情都有不一样的地方。本文我们把ME分为以下三大类进行说明：
1)Energy能量类
Energy是ME和物理学的基础领域，Energy的形式包括热能、辐射能、动力学、电气、化学、核能等。它主要是侧重于从一种能量转化为另一种更有用的能量，能量的来源既有可再利用的(例如太阳能、风能、流体动力、地热和生物能量)，也有不可再用的(例如石油、天然气、煤和铀)。
以University of Michigan为例，Energy的研究领域大概包括：IC engines and engine systems design内燃机和发动机系统设计;Combustion燃烧;Pollutant formation污染物质的形成;Simulation of vehicle systems车载系统仿真;Computational methods for reacting flows反应流的计算方法;Microscale power generators微型电力发动机;Self-assembled nanostructures for energy applications用自组装纳米结构实现能源利用;Nanostructured energy conversion devices纳米结构能量转换装置;Concentrated solar power system专注太阳能系统;Laser techniques for combustion diagnostics用激光技术进行燃烧诊断;Materials and systems for energy storage能量储存的材料和系统。
我们上面说了，Energy方面涉及到能源的方方面面。但是这里面就会与其他的专业有很多的交叉，比如说EE也涉及到能源，Chemical Engineering 也涉及到能源，核物理或工程也涉及到能源。那么他们之间有什么差异呢?这是很多申请都关心的问题，其实这点说起来非常简单，ME更加偏向于设备的研究和学习，EE则是能源的存储和传输方面的研究和学习(电能)，其它专业下的那些更多的是原理层面的研究和学习。在这里我们要额外再说一下EE下的Energy，在EE里的Energy一般指的是强电。从传统的分法来分，EE分为强电和弱电两个方向。而EE下的Energy 主要的一个是电力的传输和存储。我们知道，电能在传输的过程当中是有损耗的，而这个损耗是由于传输材料本身的电阻产生的。所以现在研究传输很热门的研究都是材料，超导材料(与Material Science 相交叉)。而电力的存储也是变相的材料问题，也是与Material Science交叉的部分。
整个ME的申请都需要申请者有比较强的物理知识，Energy也不例外，这是申请方面。从就业来说，机械工程师关注的是能量机械学——能量如何产生、储存和运动。很多机械工程师是在industry里就业，从事与电能、天然气和石油相关的职业;还有很多机械工程师在从事太阳能、风能和地热系统的开发，期待着这些能源能为传统的燃料做补充甚至替代燃料。机械工程师还关注能源的利用，包括发明更多燃料消耗低的汽车、发动起和其它装置。另外还有机械工程师在关注热能对系统和机器上的影响。
2)Manufacturing制造类
为了不断提高操作效率，机械工程师会设计和制造一系列的机器与系统。空气污染控制、自动化、物料搬运和设备运转技术都是专注于制造类的工程师所专注的领域。
依然以University of Michigan为例，学校在该Manufacturing方面所研究的领域包括：Nanotube structures and devices纳米管结构和设备;Mass customization and systems大规模定制系统;Laser welding and joining(fabrication and modeling)激光焊接和连接(制造和建模);Reconfigurable manufacturing可重构制造;Laser micromachining激光微加工;Precision manufacturing精密制造;Biomedical devices生物医学设备;Metal ultra high speed cutting金属超高速切削;Global health design全球卫生设计;Affordable medical device design负担得起的医疗设备设计;Sustainable machining processes and systems design可持续的机器加工和系统设计。
这个大方向不仅仅需要物理方面的知识，还有很多知识是和计算机相交叉的。比如说在这个大方向下的自动化，不仅仅涉及到ME的知识，还涉及到EE和CS的知识。我们在IE的部分已经说过，IE的发展是来源于ME的，就是为了解决大规模生产的时候的问题。(这又在某种程度上说明了工科的交叉，当然这也是现代学科发展的一个趋势)。一般来说这个方向的学生都会学习：机械原理，固体力学等等课程。因为这个专业方向有个特点，新兴方向非常依赖计算机工具，比如说在设计东西的时候，需要计算机辅助，因此它的很多知识与计算机相交叉。从申请方面来说：由于美国的大专业制，大部分我们的ME学生，自动化学生，车辆工程等大ME类的学生，以及部分学习物理的学生，都适合学习这个方面。
3)Design Mechanics设计力学类
该领域主要是设计消费者和工业界所需的设备，家用电器、汽车、计算机硬件、工厂设备、宇宙飞船、飞机，所有这些任何需要机械运动的东西，都是由该领域的工程师来设计的，当然很多时候是与其它领域的设计师一起完成的，比如说计算机硬件设计，不仅仅要考虑到工程特性的设计，如耐用性等，也需要考虑到外观设计，而这就需要和计算机领域的专业人士一起来完成。其中一个越来越受机械工程师关注的领域是医学生物技术，多数是做一些生物医疗器械，而这个方向又跟材料科学，EE和CS相交叉了。
在University of Michigan的Design领域，它有这些研究方向：Micro and nano precision systems微型和纳米精度系统;Smart structures and materials智能结构和材料;Nanoscale systems纳米系统;Compliant mechanisms柔性结构;Multidisciplinary design optimization多学科设计优化;Assembly， disassembly and supply chains组装、拆卸和供应链;Medical device design医学设备设计;Global health design全球卫生设计;Sustainable design of products， processes， and policies可持续的产品、流程和政策的设计。
好的设计工程师要求对客户需求、服务环境、工业标准、材料、生产过程和公差有一个深入的了解。为了使设计工程进展顺利，CAD通常是必备工具，比如计算、建模和模拟。学习该领域的申请者对CAD不会陌生，几乎所有的物理产品和工具是这样设计出来的。
在申请的时候，需要具有很强的力学相关的知识，以及机械理论方面的基础知识(分为整体制造和流程理论两大分支)，这里又会跟工业设计有一些交叉。但是与工业设计还是不一样的。工业设计是偏向于艺术类的专业，需要申请者有很强的艺术功底，在申请过程中也需要提交作品集。而在ME里的设计，并不需要这些条件。因为他们的Design 更多的是可行性的设计，比如设计一款手机的外壳，使用一种材料，是否可以达到一定的强度以起到保护手机的作用，同时厚度又不会太厚。而美观的设计那是工业设计里需要学习的。
