15～16世紀以前，機械工程發展緩慢。但在以千年計的實踐中，在機械發展方面還是積累了相當多的經驗和技術知識，成為后來機械工程發展的重要潛力。17世紀以后，資本主義在英、法和西歐諸國出現，商品生產開始成為社會的中心問題。
18世紀后期，蒸汽機的應用從采礦業推廣到紡織、面粉、冶金等行業。制作機械的主要材料逐漸從木材改用更為堅韌，但難以用手工加工的金屬。機械制造工業開始形成，并在幾十年中成為一個重要產業。機械工程通過不斷擴大的實踐，從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝，逐漸發展成為一門有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18～19世紀的工業革命，以及資本主義機械大生產的主要技術因素。
動力是發展生產的重要因素。17世紀后期，隨著各種機械的改進和發展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產提高到一個新的階段。在英國，紡織、磨粉等產業越來越多地將工場設在河邊，利用水輪來驅動工作機械。但當時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產需要下，18世紀初出現了紐科門的大氣式蒸汽機，用以驅動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高，基本上只應用于煤礦。
機械制造業企業由于主要是離散加工，產品的質量和生產率很大程度上依賴于工人的技術水平，自動化主要在單元級，例如數控機床、柔性制造系統等。工藝流程簡單明了，工藝路線靈活，制造資源協調困難。機械行業產品結構清晰明確。機械制造企業的產品結構可以用數的概念進行描述，最終產品一定是由固定個數的零件或部件組成，這些關系非常明確和固定。面向訂單的機械制造業的特點是多品種和小批量。因此，機械制造業生產設備的布置一般不是按產品而是按照工藝進行的，每個產品的工藝過程都可能不一樣，而且，可以進行同一種加工工藝的機床有多臺。因此，需要對所加工的物料進行調度，并且中間品需要進行搬運。