系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，系统工程是机电一体化技术的方法论。
系统工程包括“系统”和“工程”，是数学方法和工程方法的汇集。1978年，著名科学家钱学森指出：“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。”
机电一体化技术是系统工程在机械电子工程中的具体应用。确定机电一体化系统目的功能与规格后，技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程称为机电一体化工程。实施机电一体化工程的结果，是新型的机电一体化产品（图1.6）。
图1.6 机电一体化工程
从系统工程观点出发，机电一体化技术是将机械、微电子、传感检测、控制、计算机等有关技术有机结合以实现机电一体化系统或产品整体最佳性能的综合性技术。机电一体化技术以机械电子系统或产品为对象，以数学方法和计算机等为工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和评估，充分发挥人力、物力和财力，通过各种组织管理技术，使局部与整体之间协调配合，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目标，实现系统的最优化。