利用電子電腦幫助設計人員更有效地進行設計的方法，英文簡稱CAD。這種方法的優點是：電腦的高速計算能力、巨大的存貯能力和邏輯判斷能力與人的創造能力相結合，可對工程設計提出創造性的構思方案；可從存貯的大量資料中進行檢索和方案比較；可在工程的總體設計和局部設計中進行大量的、非常複雜的數學和力學計算；可對設計方案進行綜合分析和優化設計，確定工程設計的圖樣，提供組織生產的管理資訊。這種設計方法大大提高瞭設計品質，縮短瞭設計週期，為開發新產品和新工藝創造瞭有利條件件。因此，在機械設計中已獲得推廣。
計算機輔助設計系統 主要有4種類型：信息檢索型、試行型、自動設計型和對話型。①信息檢索型計算機輔助設計系統是將某些定型產品的標準化圖紙轉換成圖形信息存入計算機的存貯器中，設計時可按訂貨要求，從中自動檢索出最佳的標準圖紙。這是一種專用系統，不便於產品的改進和更新，所以又發展出試行型。②試行型計算機輔助設計系統是將設計人員對圖紙進行修改的構思編成軟件輸入計算機，計算機將修改的結果以圖形的形式在陰極射線管終端上顯示出來，若不滿意，再修改程序，再輸入計算機，直到滿意為止。這種系統不能直接接受設計新產品的程序，因此又發展出自動設計型。③自動設計型計算機輔助設計系統是把明確描述產品設計要求的目標函數輸入計算機，由計算機自動調用優化程序，按照給定的約束條件進行計算，輸出最優設計結果。由於機械設計中很多問題難以事先用數學形式來描述，還需要依靠人的直覺、經驗、智慧和創造加以完善，因此又發展出對話型設計系統。④對話型計算機輔助設計系統是由設計人員描述設計模型，再由計算機檢索出產品設計資料，進行運算，將設計結果以圖形顯示出來，設計人員用光筆或鍵盤等輸入裝置直接對圖形進行修改，計算機根據修改指令，再作出響應，重新顯示，構成人機對話的設計循環。陰極射線管顯示器既作為輸入裝置又作為輸出裝置，能直接顯示文字說明、數據表格、各種曲線和圖形，還能將圖形進行縮放、移動和旋轉等，使設計人員能對計算機內當時的運算結果進行實時觀察，對不滿意的地方作實時修改。
計算機輔助設計最早應用於洲際導彈、人造衛星和超音速飛機等的設計，以後推廣到汽車的外形、底盤和車身結構，船舶結構，透平葉片型線和集成電路等民用工業。20世紀60年代前期，建立瞭比較完善的對話型設計系統。70年代，計算機輔助設計已經從設計的某些環節發展為整個設計的系統工程，進而發展為從設計到生產全過程的計算機輔助設計－計算機輔助制造的一體化系統（稱為CAD/CAM系統）。它將計算機輔助設計結果記錄在紙帶或卡片、磁盤或磁帶上(而不是圖紙上)，作為管理信息直接控制產品的加工和裝配。這種系統還可進一步發展成為包含管理自動化功能的集成生產系統。計算機輔助設計正向更高級的智能模擬系統發展。