為發展新技術、新產品和改進老產品所進行的一系列科學研究和技術工作，英文簡稱RD。它一般包括從應用研究、開發研究開始至新產品試製和老產品改進的全部內容，有的還包括基礎研究。試製新產品和改進老產品一般是指獲得具有新用途、新性能的產品，有些是運用現有的技術科學，有些則採用新原理、新結構、新工藝和新材料等形成新產品。
研究內容 包括基礎研究、應用研究和開發研究3方面。
基礎研究 基礎研究能為新技術的應用、新產品的研制提供理論基礎。機械工業部門的基礎研究一般是根據已有的自然科學的基礎理論，結合較遠期的需要作一些有可能用於實際生產的探索性研究，如對激光、超導技術和強度、疲勞、熱效、振動、噪音、摩擦、磨損等方面的探索研究。這種研究一般具有戰略性，理論學術性也較高，主要在高等院校和國傢工業技術科學研究機構中進行。
應用研究 探討如何應用基礎研究的成果。它是基礎研究和生產實際的橋梁。機械工業的應用研究一般是針對本系統所需要的有共性的關鍵技術而開展的，其成果直接用於新產品研制或新技術的發展。如全息光柵用於光學儀器，微電子技術用於機、電、儀一體化的產品等。應用研究通常在產業部門的研究機構或規模較大的企業中進行，以提高現有產品的技術水平，屬於開拓性的技術儲備工作。
開發研究 以基礎研究和應用研究的成果為基礎，針對明確的開發目標而進行的科研技術活動。它是應用研究的發展。機械工業的開發研究通常以產品為對象進行研究、設計、試驗，直至完成樣機的試制和鑒定，達到能小批投產。一般在企業內設立專門的科研機構和試制車間來從事新產品研制和管理工作。對大型成套產品，有的還要有模型試驗，經過仿真模擬，有的還要進行類似工廠規模的中間試驗。
基礎研究、應用研究和開發研究是相互關聯的3個環節。基礎研究和應用研究是開發研究的基礎，開發研究是科學技術成果具體地轉化為生產力的基本階段。一些工業發達國傢對開發研究一般都給以較大投資，以期盡快將科研成果轉化為經濟效果。從美國、日本、聯邦德國等幾個工業發達國傢70年代的統計看，這3類研究經費基本占產品總銷售額的5～8％，它的使用分配大致是：基礎研究13～16％；應用研究20～25％；開發研究59～67％。
研究開發程序 新產品研究開發的基本程序一般由調查決策、產品設計、工藝準備、試制鑒定、正式投產和銷售技術服務等階段組成。
調查決策階段 通過調查和技術預測，掌握國傢建設、有關政策、法規、社會需求和用戶對老產品的意見及技術發展趨勢等信息，結合已經取得的可以轉讓借鑒的科技成果以及企業的研制和生產能力，進行充分的技術經濟分析，擬定新產品研究開發的具體目標並納入計劃。
產品設計階段 產品設計的類型一般分為開發性設計和改進設計兩種。①開發性設計：對於新的任務需要根據要求擬定新的方案，進行結構、尺寸參數的全部新設計，還要經過預測、計劃以至編制技術文件的全部工作階段。②改進設計：保留原產品的原理方案，根據任務要求對結構或部分零部件尺寸進行重新設計，這類設計隻進行技術設計和部分工作圖設計，需要重新制訂技術文件，或功能、方案、原理、結構型式不變，但改變部分結構尺寸大小和佈局，如系列設計。
產品設計一般分為方案設計、技術設計和工作圖設計3步。
① 方案設計：通常由設計人員提出符合功能要求的多種方案，從中選出最佳方案。方案設計的內容包括確定產品的用途和適用范圍、產品的簡略總圖、傳動系統圖、電氣系統圖和液壓系統圖。方案設計是決定產品前途的關鍵，因此需要進行充分的技術經濟評價和可行性研究。
② 技術設計：包括定性的構形和定量的決定材料尺寸等兩部分內容。需要進行有關強度、剛度、壽命、可靠性等方面的性能計算，采用價值分析法、優化法、評價法、相似設計法和計算機輔助設計等方法，最後取得系統合理的參數和結構裝配圖。有關工業美學問題和外形設計也在這一階段考慮。
③ 工作圖設計：在技術設計的基礎上進行全部技術文件的設計和編制工作，包括裝配總圖、零部件圖、電器路線圖、材料明細表、外協件和標準件明細表、產品包裝設計、安裝使用說明書、備品清單、產品出廠合格證等。
產品設計步驟視產品的復雜程度而定。凡基本參數和結構用戶已有明確規定的傳統產品，或結構比較簡單的產品，可以不進行方案設計。
產品設計階段的工作以試驗研究為基礎，包括方案設計前的先行研究、技術設計中的結構試驗、關鍵零部件試驗等。
試制鑒定階段 新產品正式投入生產之前必須進行試制和鑒定。機械工業產品的試制工作可分為樣機試制和小批試制。單件或小批生產的產品一般隻進行樣機試制，以驗證產品設計為主。除關鍵工藝外力求簡化，避免因產品設計或工藝方法的修改而造成浪費。生產批量較大的產品在樣機試制的基礎上還要進行小批試制，除復查產品設計外，還對必需的專用設備、工藝裝備等進行全面考核驗證。在試制過程中暴露的技術問題必須及時反饋到有關部門，以便及時修訂技術文件。試制產品經確認已達到質量、效率、成本等各項指標後方可正式投入生產。
生產階段 將試制成功的樣機轉化為商品生產的基本過程。企業在向社會提供機械產品的同時從中獲得經濟效益。在正式投產前要進行大量的生產技術準備和周密的生產組織工作，以確保達到預期的經營效果（見生產技術準備工作）。
銷售服務階段 新產品向市場銷售時，生產企業對用戶應提供安裝調試和人員培訓等技術服務工作，並應取得用戶和市場評價的信息反饋，作為開發和改進產品的依據之一。
新產品的評價 一般分為期初評價、期中評價、期終評價和期後評價。從確立開發目標開始，對所擬開發新產品的技術、投資、成本、利潤、環境、市場和經濟效益等進行系統評價，為決策提供依據。期初評價是針對樣機設計。期中評價主要檢驗設計是否滿足預期的各項技術經濟指標。期終評價是評價試制和工業投產的效益，包括對新產品試制的質量、產品性能、工藝方案、制造成本等一系列技術經濟指標的評價，並提出改進意見和措施。產品投入市場後，對用戶反應、銷售趨勢、服務質量等進行的評價稱為期後評價。通過上述評價活動將實際發生值與原定指標進行比較，及時發現偏差，采取補救措施，並作為今後制定研究開發工作策略的依據。