美国机械工程主要包括以下八个大的方向：
能量与热学：
涉及能量转换、清洁能源、太阳能、制冷制热、热力学、热传递、摩擦、燃烧和内燃机等。
设计与制造：
包括机械设计、产品设计、设计方法学、计算机辅助设计（CAD）、工程设计、机械制造、计算机辅助制造等。
控制：
涉及系统与自动控制、微电子系统、机器人技术、计算机辅助工程等。
材料：
包括纳米微米材料、聚合工程、生物机械等。
机电一体化：
结合机械与电子技术，研究智能化设备与系统。
微机电：
研究微型机械与微系统。
车辆：
涉及汽车、航空航天等交通工具的设计与制造。
生物工程：
结合生物学与机械工程，研究生物机械系统。
此外，根据不同的侧重点，机械工程还可以细分为以下几大类：
能量大类：
包括能量、摩擦、燃烧、流体等。
材料大类：
包括纳米微米材料、聚合工程、生物机械等。
制造大类：
包括设计和制造两大方向。
控制大类：
包括计算机辅助工程、系统与自动控制、微电子系统等。
这些方向中，能量、热学、设计、制造和控制是比较主要的申请方向，而系统与自动控制、MEMS、计算机辅助工程是相对较难申请的领域。
