مهندسی انرژی (به انگلیسی: energy engineering) یا مهندسی سیستم‌های انرژی، مجموعه‌ای است شامل درس‌های نظری و عملی برای تربیت کارشناسان آزموده برای طراحی، توسعه، مدیریت و بهره‌برداری از سیستم‌های استخراج، فرآورش، تبدیل، انتقال، توزیع و مصرف انرژی.
ایجاد رشته مهندسی انرژی در دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی از دهه ۱۹۷۰ میلادی با توجه به افزایش سریع قیمت انرژی و ضرورت تربیت نیروهای متخصص در زمینه‌های مختلف انرژی آغاز شد. از اواسط دهه ۱۹۷۰ میلادی و پس از شوک بازار جهانی نفت، با توجه به پیچیدگی‌های مسائل و مشکلات بخش انرژی و احساس نیاز بحرانی کشورها به تربیت نیروهای متخصص جهت یافتن راه حل‌های مناسب در زمینه‌های مختلف انرژی، به تدریج ایجاد مراکز تحقیقاتی و آموزشی در این رابطه در آمریکا، کشورهای بزرگ عضو اتحادیه اروپا و برخی کشورهای آسیایی آغاز شد.
در حال حاضر روند رو به رشد تقاضای انرژی از طریق گسترش سیستم‌های عرضه انرژی و بهره‌برداری از منابع انرژی فسیلی تأمین می‌شود. رشد سریع مصرف انرژی و سهم بالای انرژی‌های فسیلی در تأمین انرژی مورد نیاز بخش‌های مختلف مصرف‌کننده انرژی، موجب سرعت بخشیدن به روند پایان‌پذیری منابع انرژی فسیلی و پخش حجم زیادی از مواد آلاینده در محیط زیست شده‌است. از سوی دیگر ارتباط گسترده بخش انرژی با تحولات مختلف فنی، علمی، اقتصادی و اجتماعی ایجاب می‌کند تا طراحی، توسعه و بهره‌برداری از سیستم‌های انرژی به صورت بهینه صورت پذیرد.
از آنجا که مهندس مکانیک در زمینه های مختلفی از جمله طراحی و ساخت ماشین‌آلات و قطعات آنها، طراحی و ساخت تجهیزات مکانیکی نیروگاه‌ها، طراحی و ساخت تجهیزات و سیستم‌های انتقال و تصفیه آب، سیستم‌های مکانیکی وکنترلی پالایشگاه‌ها و کارخانجات شیمیایی، طراحی و ساخت تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان‌ها ، ساخت ماشین‌آلات تغلیظ و بازیافت مواد مثل کارخانجات قند، کاغذ سازی ، سیمان، نساجی، نمک و کنسانتره، طراحی و ساخت وسایل و تجهیزات حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی، ساخت تجهیزات دفاعی و ساخت ربات‌ها، بازوهای مکانیکی و سیستم‌های تولید می تواند فعالیت کند، امکان کار در صنایع نظامی، هوافضا، پزشکی و داروسازی، شرکت های مشاوره ای و پیمانکاری، شرکت های نفتی (هر سال بخش عظیمی از فارغ‌التحصیلان مکانیک جذب صنایع وابسته به نفت و پتروشیمی می‌شوند) و معدنی داخلی و خارجی برای او وجود دارد.
همچنین مهندس مکانیک می تواند به عنوان کارشناس و مشاور فنی در بانک‌ها ، شرکت‌های سرمایه‌گذاری و بیمه و شرکت‌های بازرسی و نظارت امور بین‌المللی فعالیت کند. با کسب تجربه بیشتر هم می تواند به مشاغل سطح بالاتری مانند مدیریت پروژه، متخصص تحقیقات و مشاور دست پیدا کند.
اطلاعات دقیقی در خصوص میزان استخدام مهندس مکانیک در کشور در دسترس نمی باشد. ولی از طرفی به دلیل حرکت کشور به سمت توسعه صنایع مختلف و خود کفایی در آنها و از طرف دیگر با توجه به نقش مهم و کلیدی مهندس مکانیک در صنایع، می توان این پیش بینی را کرد که در سال های آینده بازار کار مهندس مکانیک همانند اکنون از وضعیت مناسبی برخوردار باشد.
مانند سایر مهندسان، گروه مهندسان مکانیک هم به میزان زیادی از کامپیوتر استفاده می کنند. کامپیوترها به آنان در کارهای زیر کمک می کنند:
زمینه های مختلف فعالیت یک مهندس مکانیک عبارتند از :
مهندسان مکانیک از بسیاری از ابزارها، موتورها و ماشین ها استفاده می کنند. نمونه ای از آنها عبارتند از :
اگر شما تفکر فنی و توانایی خوبی در حل مساله دارید و می خواهید در حوزه مهندسی کار کنید، شغل مهندسی مکانیک برای شما مناسب است.
مهندس مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را می‌آموزد و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازد. مهندس مکانیک گستره وسیعی از دستگاه‌ها، فرآورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کند؛ از قالب ساخت سوزن ته‌گرد تا مدلسازی حرکت ماهواره‌ها در فضای خارج از جو، موتورها و سیستم‌های کنترل خودرو و هواپیما، نیروگاه‌های الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی و اجزا و قطعه‌های گوناگون و
مهندس مکانیک، با توجه به تخصص خود توانمندی های خاصی را کسب می کند. به عنوان مثال برخی از آنها به طراحی اجزا و مکانیزم ماشین آلات مختلف می پردازند (اکثرا فارغ التحصیلان مهندسی مکانیک گرایش جامدات). گروهی طراحی و محاسبه اجزای سیستم های مبتنی بر تبدیل انرژی، انتقال حرارت و سیالات مانند مولدهای حرارتی، نیروگاه های آبی و. را برعهده دارند(عمدتا فارغ التحصیلان مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات).
مهندسی مکانیک که از زمان انقلاب صنعتی اروپا به صورت مستقل شناخته شد، ارتباط و اشتراکات زیادی با بسیاری از حوزه های مهندسی دیگر دارد. دکتر محمد دورعلی از اساتید مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف در معرفی شغل مهندسی مکانیک می‌گوید: مهندسی مکانیک را شاید بتوان از نقطه‌نظر تنوع موضوعات تحت پوشش، جامع‌ترین مهندسی به شمار آورد. چون مهندسی مکانیک در برگیرنده تمامی علوم و فنونی است که با تولید، تبدیل و استفاده از انرژی، ایجاد و تبدیل حرکت و انجام کار، تولید و ساخت قطعات و ماشین‌آلات و به کارگیری مواد مختلف در ساخت آنها و همچنین طراحی و کنترل سیستم‌های مکانیکی، حرارتی و سیالاتی مرتبط میباشد.
به طور کلی محاسبات فنی، طراحی، تهیه نقشه، روش‌های تولید، ساخت قطعات مختلف، آزمایش ماشین‌آلات مختلف، محاسبه و ساخت خودروها، قطارها، هواپیماها، ساخت و طراحی دستگاه‌های فاضلاب، گرم کننده‌های ساختمان، موتورهای احتراق، فناوری لیزر و . ساخت تمامی تاسیسات صنعتی در دنیا از جمله مهارت‌های مهندسان مکانیک می باشد.
مهندس مکانیک معمولا یا در دفاتر شرکت ها و یا در واحدهای تولید کارخانه ها کار می کند.مهندس مکانیکی که در سازمان، شرکت یا کارخانه ای استخدام می شود، معمولا به صورت تمام وقت و در ساعات اداری مشغول به کار است. البته گاهی بسته به نوع پروژه های کاری و زمانبندی آنها (به ویژه در بخش خصوصی) ساعت کاری شان می تواند تغییر کند. مهندس مکانیکی هم که به صورت مستقل فعالیت کرده و شرکت شخصی دارد، تعیین ساعت کاری بر عهده خودش می باشد.
در بخش دولتی: وزارت نفت، وزارت نیرو، شرکت ملی نفت ایران، شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت، سازمان انرژی‌های نو ایران، سازمان بهره‌وری انرژی، سازمان حفاظت محیط زیست، سازمان انرژی اتمی ایران، مؤسسه مطالعات بین‌المللی انرژی، وزارت صنعت معدن و تجارت، توانیر و شرکت‌های برق منطقه‌ای، وزارت راه و شهرسازی.
در بخش خصوصی: شرکت‌های توسعه نیروگاه‌ها، شرکت‌های خدمات انرژی، شرکت‌های مهندسی انرژی صنایع نیروگاهی، شرکت‌های طراحی سیستم‌های بهینه‌سازی مصرف انرژی در صنایع و ساختمان، طراحی سیستم‌های انرژی‌های تجدیدپذیر (توربین‌های بادی، سیستم‌های حرارتی و.)