Un bureau d’étude peut être une entreprise privée ou publique. S’ils sont très peu connus du grand public, ils jouent pourtant un rôle capital dans la conception de projets en systèmes mécaniques. Ce type d’entreprise est très généralement composée d’ingénieurs issus de formations en industries (mécanique générale, électrotechnique, plasturgie, structures métalliques, etc.), mais peut aussi employer des techniciens. Leur rôle va de la réalisation de différentes études de faisabilité, en passant notamment par des calculs complexes, à la conception même de certains objets techniques.
Un bureau d’étude mécanique peut travailler seul lorsque la mission est confiée par un maître d'ouvrage, mais peut aussi travailler en collaboration avec d’autres entreprises lorsqu’il s’agit d’un vaste projet ou d’une demande émanant du marché public. Pour effectuer leurs missions, les ingénieurs utilisent très généralement un logiciel de conception assistée par ordinateur (Logiciel de CAO) permettant de modéliser et de réaliser diverses simulations de contraintes avant usinage.