在机械设备产品设计中，除了产品外观创新的需求，更加注重产品结构、功能、质量等方面的要求，以及设备操作人机的舒适度，设计人员需要灵活运用一些理论方法，对设备进行合理、科学、系统的设计，使其达到预想的效果。机械设备产品设计中常用的设计方法包括优化设计、可靠性设计、有限元分析、并行设计、绿色设计、创新设计等。
优化设计方法
产品优化设计方法，将原理和计算机技术应用于设计领域，是一种把经验的、感性的、类比的传统设计方法转变为科学的、理性的、立足于计算分析的设计方法。在解决复杂的产品设计问题时，设计人员通过灵活运用它，能够从众多设计方案中寻找到尽可能完美的或适宜的设计方案。同时，该方法还能大大提高设计效率和设计质量。
可靠性设计
产品质量是产品满足使用要求所具有的固有属性，既包括功能指标，也包括可靠性指标。可靠性评价指标：可靠度、实效率、平均寿命、有效寿命、维修度、有效度和重要度。设计员需要根据这些指标对设备进行相应的设计，使设备的各个方面均符合相应指标的要求，保证它的可靠性。
有限元分析方法
有限元法，一种实用性很强的数值方法，它避开了在整个求解区域上寻找连续解析函数这一难点，转为寻求在各子域（单元）上适当控制方程，并满足整个物体的边界条件和连续条件的分块近似的插值函数。
并行设计方法
产品在设计时与相关过程进行集成的一种系统设计方法。它可以避免在产品研制后期出现的不必要的返工和重复性工作。
绿色设计
在产品整个生命内，着重考虑产品环境属性，包括可拆卸性、可回收性、可维护性、可综合利用性等，并将其作为产品设计的目标，在满足环境要求的同时，保证产品应用的功能、使用的寿命、质量等。
基于TRIZ理论的创新设计
TRIZ理论是解决发明问题的理念，是实现发明创造、产品设计创新、概念设计的有效方法。该理论不仅能提高发时的成功率、缩短发时周期，也能使发明问题具有预见性。