מכונות מגוונות וניתן לסווג אותן בכמה דרכים, כגון: לפי תפקיד (מכונות כוח, מכונות לטיפול בחומרים, מכונות ריסוק וכו'); לפי תעשייה (מכונות חקלאיות, מכונות כרייה, מכונות טקסטיל וכו'); ועל פי עקרון העבודה (מכונות תרמיות, מכונות נוזליות, מכונות ביוניות וכו').
יתר על כן, מכונות עוברות מספר שלבים עם פונקציות שונות במהלך המחקר, הפיתוח, התכנון, הייצור והיישום שלה. בהתבסס על שלבים שונים אלה, ניתן לחלק את הנדסת המכונות למספר תת-מערכות מחוברות ומשלימות, כגון מחקר מכני, תכנון מכני, ייצור מכני ויישום ותחזוקה מכאנית.
תת--דיסציפלינות שונות אלו, מסווגות לפי היבטים שונים, מצטלבות וחופפות, מה שעלול להוביל למאות-תת-דיסציפלינות בתוך הנדסת מכונות. לדוגמה, למכונות כוח, מסווגות לפי תפקוד, יש קשרים חופפים מורכבים עם דיסציפלינות משנה- אחרות כגון מכונות תרמיות, מכונות נוזלים, מכונות טורבינות, מכונות הדדיות, מכונות כוח קיטור, תחנות כוח גרעיניות, מנועי בעירה פנימית וטורבינות גז, כמו גם דיסציפלינות של תחנות כוח תעשייתיות מרכזיות, תחנות כוח ימיות, הנדסה, והנדסת רכב. טורבינות קיטור ימיות הן מכונות כוח, כמו גם מכונות תרמיות, מכונות נוזלים ומכונות טורבינות. הם שייכים לתחנות כוח ימיות, תחנות כוח קיטור, ועשויים להיות שייכים גם לתחנות כוח גרעיניות וכו'.
