هندسة نظم الميكاترونيات هو المجال الذي يربط بين الهندسة الميكانيكية، الهندسة الكهربية، هندسة الإليكترونيات، وهندسة الحاسبات والتحكم.

برزت الحاجة لهذا التخصص المتشعب مع تعدد الأنظمة التي تشترك فيها هذه المجالات الهندسية السالف ذكرها و ترتبط ببعضها بشكل كبير مما يتطلب معرفة المهندس الجيدة بهذه المجالات كلها و كيفية التفاعل فيما بينها للحصول على أفضل أداء وتصميم في ظل التنافسية العالية التي تميز الأسواق العالمية ، فالكفاءة العالية والسعر الأفضل تعتبر عوامل حاسمة في نجاح أو فشل المنتجات.

فلو أخذنا السيارات الحديثة كمثال توضيحي للإرتباط بين هذه التخصصات المختلفة فسوف نرى أن المحرك وأنظمة التعليق والمكابح وناقل الحركة كلها أنظمة ميكانيكية، لكن التحكم في حقن الوقود وتوزيع الفرامل على العجلاتEBD  (Electronic brakeforce distribution) تتم من خلال نظام تحكم (هندسة الإليكترونيات) مرتبط بمجسات لمعرفة حالة السيارة وحالة الطريق واتخاذ القرار (هندسة الحاسبات والتحكم) بناء على هذه المعلومات وكل هذه الأنظمة مرتبطة وتعمل في تنساق وتناغم لتحقيق أفضل أداء على الطريق.

وهناك العديد من المنظومات التي تمثل نقلة في عالم التقنيات الهندسية و أهمها الروبوتات الجوالة والتي تشمل الروبوتات الأرضية والجوية (الطائرات بدون طيار) لها العديد من الاستخدامات العسكرية مثل الروبوتات القتالية أو المستخدمة في أعمال الاستطلاع وكذلك الربوتات المدنية و التي لها استخدامات عديدة مثل أعمال البحث والإنقاذ إلى مساعدة الإنسان في أداء المهام اليومية مثل التنظيف و ترتيب المخازن ومساعة المكفوفين وغيرها من الاستخدامات و التي دخل الكثير منها حيز التنفيذ  ولا يزال الكثير منها قيد التطوير. هذه المنظومات بالتأكيد لا يمكن حصر دراستها في تخصص واحد.