Mašinski inženjeri projektuju mašine i alate, organizuju njihovu proizvodnju i bave se njihovim iskorišćavanjem. Stučnjaci su za pogonske motore, vozila i plovila, procesna i energetska postrojenja, nosive konstrukcije, vojnu tehniku. U radu primenjuju teorijska znanja iz prirodnih i tehničkih nauka, a služe se nacrtnim i matematičkim metodama, uz upotrebu pribora za crtanjem isavremenih računara.
Kao projektanti, oblikuju proizvod ili proizvodni proces tako da oni što bolje ostvare zadate zahteve i funkcije. Kada oblikuju proizvod, uzimaju u obzir raspoložive sirovine i dostupnu tehnologiju proizvodnje, a ako oblikuju proizvodni proces, rukovode se vrstom ulaznog materijala i tehnologijom
prerade. Pri projektovanju sprovode statičku i dinamičku analizu mehaničkih konstrukcija te eksperimentalne analize naprezanja, uz upotrebu kompjuterskih proračuna.
Mašinski inženjeri u proizvodnji planiraju, rukovode i nadgledaju izradu mašina i postrojenja. Sistemski ispituju proizvedene komponente, jer od njih zavisi delotvornost, pouzdanost i sigurnost celine. Zbog osiguranja kvaliteta, stalno sprovode ispitivanja i merenja ulaznih materijala i gotovih proizvoda mernim instrumentima.
Mašinski inženjeri koji rade na eksploataciji mašina upravljaju njom ili nadgledaju rad iste, odnosno prate odvijanje tehnološkog procesa u postrojenju u toku životnog veka mašine. Organizuju održavanje i remontno obnavljanje te utvrđuju kvarove i nadgledaju servisne intervencije. Istražuju i utvrđuju uzroke različitih vrsta poremećaja u radu mašine ili postrojenja i predlažu njihovo otklanjanje.
Razvoj novih tehnologija utiče na radne aktivnosti mašinskih inženjera. Informatički programi za CAD (od engleskog computer-aided design), omogućavaju inženjerima mašinstva jednostavno i brzo modifikovanje projekata. Informatički programi za CAM (od engleskog computer-aided manufacturing) služe im za projektovanje alata i procedura proizvodnje i izradu gotovih proizvoda.
U najnovije vreme mašinski inženjeri rade na konstrukciji objekata za iskorištavanje morskih i podmorskih resursa, za istraživanje svemira i primenjuju spoznaje veštačke inteligencije i neuronskih mreža. Mašinski tehničari obavljaju slične mada operativnije poslove, nižeg stepena složenosti i odgovornosti