机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。
ME专业可以细分为以下几大类：
（1）能量大类，主要涉及的学科有：热能、摩擦、燃烧、流体这几大类。
◆热能的主要研究方向：
能量及流体，主要包括风能、水能的能量转换，能量转换系统及其设备的设计制造，能量系统及热力学，能量应用，能量及环境，环境能量技术评估，热物理学，太阳能，清洁能源，清洁能源技术。
申请所需相关背景：申请此方向需要有很强的物理学基础，研究方向不同，偏重点会不一样。
◆摩擦的主要研究方向
摩擦时能量的转换，同热物理学结合非常紧密，并同新型材料的研究开发结合，对某些材料的相关摩擦性能进行研究。
申请所需相关背景：有好的物理背景以及根据不同的方向应有热力学或材料学相关背景。
◆燃烧的主要研究方向：
燃烧，燃烧及推进，燃烧及能量，能量转换，燃烧及热传递，电气推进，涡轮及推进，汽车工程中内燃机的燃烧研究等。
申请所需相关背景：物理背景必不可少，热力学非常重要。当然如果是偏向设备的话，那么就需要机械的设计制造与控制背景了。
◆流体的主要研究方向：
主要针对两大主要方向：航空航天领域和能量领域。前者有空气动力学，推进，空间探索系统，后者有水电、风电为主的流体能量转换。另外还有环境及生物流体力学，流体动力学，流体物理学，热力学，物质专业。
申请所需相关背景：如果从事理论研究，则对物理、数学建模和流体力学要求非常高，如果是偏相关设备的研究则要很好的机械背景。
（2）材料大类，主要涉及机械领域内的纳米微米材料，聚合工程，生物机械
◆纳米微米机械材料的主要研究方向：
纳米技术的不断发展给机械领域提供了一种全新的材料选择的可能。目前和机械交叉的研究领域主要集中在：高级材料学，材料及固体力学，材料及机械系统，材料加工，材料机械特性，材料力学，材料力学及制造。
申请所需相关背景：需要有很强的材料学背景，同时要求有固体力学，材料力学，工程力学背景。
◆聚合工程的主要研究方向：
主要通过分子聚合技术为机械领域提供新型材料
申请所需相关背景：需要有很好的高分子材料相关背景，同时对材料力学的要求也比较高。
◆生物机械的主要研究方向：
生物机械，生物力学，生物机械工程，生物材料与设备，材料力学，生物传感器，纳米技术，活细胞封装，工程生物力学，生物医学机械工程，神经工程学，整形外科工程，感觉及神经系统研究，运动生物力学，人造心脏。
申请所需相关背景：这是典型的新兴学科同传统基础学科结合的表现。总体来说，此方向需要生物学，机械工程和医学知识三个领域的知识背景。单纯的生物或医学背景是很难适应此学科的要求的，需要在具备基本机械背景的同时拥有生物，或者医学知识，尤其是生物学知识。另外对于神经工程学，感觉及神经系统研究，人造心脏这些方向，除了需要医学、生物学、工程学知识外，还要有很好的EE背景（信号模拟，信号传输等）。
(3)制造，主要包括设计和制造两大方向
◆设计的主要研究方向：
机械设计，产品设计，设计方法学，计算机辅助设计，工程设计；
申请所需相关背景：申请者一般具有机械理论基础（分具体机构和整体制造流程理论两大方面），同时又有设计基础——包括一定的艺术功底（素描），电脑绘图软件（Photoshop，ProE等）的运用。
◆制造的主要研究方向：
计算机辅助制造，产品实现，高级制造，制造科学，制造系统，纳米制造。
申请所需相关背景：需要基本的机械工程学背景，包括：机械原理，机械制造和固体力学背景。另外，对于产品实现，高级制造和计算机辅助制造，一定要有很强的计算机背景，包括计算机语言编程，设计软件的使用；纳米制造则首先要有很好的纳米技术应用背景，然后具备一定的工程学知识。
(4)控制类，包括计算机辅助工程，系统与自动控制，微电子系统
◆计算机辅助工程的主要研究方向：
计算流体力学，计算工程及信息技术，计算力学，计算科学及工程，计算机辅助工程，计算机辅助设计，力学建模，数学计算建模，数字推进，数字方法，数字模拟，虚拟现实应用。
申请所需相关背景：极强的数学背景，同时还需要计算机语言能力和计算机软件运用能力。
◆系统与自动控制的主要研究方向：
系统控制，控制/设计/制造，控制及动力学，控制/机器人/仪表，动力学系统及控制，动力学系统/控制及机械人，旋转机械动力学，动力学/振动/声学，系统动力学及控制，系统识别及控制，系统/测量/控制，智能机械系统，智能交通系统，机械系统，非线性动力学及适应控制，非线性飞行控制，机械人学，机械人及控制，机械人及动力学，机械人及自主系统，机械人及人机交互，转动体动力学，自动化，自动推进系统，自动巡航系统。
申请所需相关背景：需要数学、计算机语言编程、基本的EE相关背景（电子电路知识）、控制的鲁棒与最优控制、鲁棒多变量控制系统、大规模动态系统、多变量系统的标识、最小最大控制与动态游戏、用于控制与信号处理的自适应系统、随机系统、线性与非线性评估的设计、随机与自适应控制等等，同时根据不同侧重点，应有相应的设计制造、动力学、仪表等相关背景。
◆微电子系统的主要研究方向：
MEMS，纳米制造，微机械与纳机械装置，超声微喷流（Microjet）和微米尺度电机，纳米尺度热量流动，微流体，微重力，微尺度热传递，微米/纳米系统，纳米摩擦学，纳米力学。
申请所需相关背景：MEMS是一个极端多学科交叉的领域，最基础的方面是微制备技术的加工知识，制造微小结构的方法，同纳米技术结合紧密，所以很强的纳米技术必不可少。同时根据不同侧重点还需要有基本的机械理论知识，流体，力学相关知识。
（5）声学、光学，主要包括：激光技术、光电测量，声音动力学、公路噪音控制、震动
◆声学的主要研究方向：声音动力学、公路噪音控制、震动
申请所需相关背景：物理背景，声音动力学，声学传感器应用背景
申请难度：申请者多为纯物理研究者，所以申请人群非常少，申请竞争不激烈，容易录取。
◆光学的主要研究方向：
激光技术，光电子学装置，超快电子学，非线性光学，微光子学，三维视觉，光通讯，软X光与远紫外线光学，光印刷学，光数据处理，光通讯，光计算，光数据存储，光系统设计与全息摄影，体全息摄影研究，复合光数字数据处理，图象处理与材料光学特性研究。
申请所需相关背景：强光学背景，测量技术，图像技术