20世纪后

20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。
20世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。
18世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到18～19世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识，他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。
动力机械与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，应用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学——热力学。内燃机的理论基础是法国的罗沙在1862年创立的；1876年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原来创造的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导下得到发展，而理论也在实践中得到改进和提高。
早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应用了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世纪之后方有理论阐述。
手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成就。机构学作为一个专门学科，迟至19世纪初才列入高等工程学院的课程。通过理论研究，人们方能地分析各种机构，包括复杂的空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。
机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加工精度有一定的偏差等等。
与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以用理论解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨重而庞大、成本高、生产率低、能量消耗很大。
从18世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的度不断的提高。进入20世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用实验方法测出模型和实物上各部位的应力。
20世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械及其零件、构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。
13发展趋势

发展工程机械是国民经济建设的重要装备，在装备工业中占有举足轻重的地位。中国工程机械行业2007年的销售收入为2 223亿元，位居世界工程机械行业第二位。从2001年到2007年，年均增速超过24%。出口额从1998年的2.24亿美元增长到2007年的87亿美元，10年间增长了37倍，中国的工程机械行业在全球同行中占有重要位置，产品已出口到欧美等工程机械强国，正在向“制造大国”和“制造强国”迈进。
但是，与国际先进水平相比，中国工程机械的整体水平尚有差距，部分产品在国际主流市场上处于二、三流产品的地位；中国工程机械企业与大型工程机械跨国企业集团相比，竞争力还比较弱。在迈向工程机械制造强国的征途中，发展的形势将更严峻、面临的挑战将更大。
面临的形势是经济与市场的全球化、竞争的白热化以及需求的个性化与便利化、相关利益主体的多元化、科技发展的高速化，这就要求我们科学、准确地预测未来，快速应对，只有这样才能保持已形成的优势并赶超先进。
人文关怀、可持续发展成为行业科技创新的理念工程机械作为人自身能力的延伸，一直与人类文明进步共同发展。随着科学技术的进步，人类对生活质量的不断追求以及对尊严的重视，为工程机械发展提出了许多新的课题。中国工程机械行业顺应需求，重视加强微电子技术、信息技术、光电技术、新材料技术与机械制造技术之间的结合、融合，促进产品向多样化、智能化、绿色化等领域攻关与创新。
智能化和产品规格延伸彰显人文关怀工程机械产品的应用空间随着人类对生活品质日渐增长的需求而逐渐得以拓展，已由原来的建筑、筑路、水利电力、矿业等传统领域向城市狭窄施工场所、山区丘陵地区的农业施工场所及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、园林、园艺、建筑物层内和地下工程作业环境，及大型、特大型施工工程和矿山拓展。因此，要求工程机械逐步向两端延伸，即微型化与大型化、特大型化。大型、特大型工程机械产品随着大型、特大型工程的不断增多，市场需求量不断增长。它们具有研制与生产周期长、科技含量高、附加值高的特点，代表了一个国家或一个重要企业工程机械制造水平，这些产品多被发达国家的几家跨国公司垄断。
另一方面，为了提高生产效率，减轻劳动强度，改善劳动条件，尽可能地用机械作业替代人力劳动成为一种发展趋势，为适应这种工程作业环境使用要求，小型及微型工程机械的需求将迅速增长。微型产品不但其外形尺寸受到具体约束，同时其外观形态、色调等方面的设计愈来愈体现了与自然、环境的融合，更彰显了对人性尊重的人文关怀。
其次是同一产品由单一功能向多功能化、柔性化方向发展，即在通用产品的基础上增加模块化的功能部件，实现产品功能的多样化；或通过全新的模块化设计、制造以及不同模块之间的柔性化组合，实现功能多样化，传统意义上的工程机械产品种类划分将受到挑战。工程推土机应向微型、小型与大型、特大型等两端延伸，开发适应如湿地、沙漠、灌木丛等不同工况要求的，多功能、多用途、高效节能的产品以及相应的辅助功能模块。装载机应开发斗容量大、发动机功率大、掘起力大、倾翻负荷大、牵引力大、废气排放少的大型环保产品和可装载、可抓物、可侧卸、可起重，经济性好的一机多用型产品（如破碎机）。
工程挖掘机要延伸发展大型液压挖掘机、微型挖掘机、无人驾驶液压挖掘机、遥控水下挖掘机、水下推土机、水下挖沟机。
轮式起重机要开发技术先进、可靠性高、寿命长、施工质量好而且新技术含量高的一机多用型的多功能产品等。通过工程机械的信息化、智能化，可以提高工程机械各种故障的自我诊断和修复能力，降低施工人员的劳动强度、提高工作效率和工程质量。在一些特殊工况下，如高温、严寒、高空、辐射、水下和地下等工况，可以代替施工人员进行智能化、高质量施工。操作系统的自动化控制与远程控制、施工的定位与控制、故障诊断与监控等技术在工程机械上的应用将会越来越普遍。应用机电液一体化技术、电子计算机技术、监测控制技术以及这些技术的集成技术开发的装载机、挖掘机、筑养路机械、叉车、混凝土搅拌运输机械和起重机等新型工程机械产品将会不断出现。