Kỹ sư sử dụng kiến thức về khoa học, toán học, logic, kinh tế, và kinh nghiệm thích hợp hoặc kiến thức ngầm để tìm giải pháp phù hợp cho vấn đề ví dụ như sử dụng các dạng bulong cho hợp lý. Tạo ra một mô hình toán học phù hợp của một vấn đề cho phép họ phân tích nó (đôi khi dứt khoát), và để kiểm tra các giải pháp tiềm năng.

Thường nhiều giải pháp hợp lý tồn tại, do đó, kỹ sư cần phải đánh giá các lựa chọn thiết kế khác nhau trên giá trị của họ và lựa chọn giải pháp đáp ứng tốt nhất yêu cầu của họ. Genrich Altshuller, sau khi thu thập số liệu thống kê trên một số lượng lớn các bằng sáng chế, đề nghị thỏa hiệp là trung tâm của "cấp thấp" thiết kế kỹ thuật, trong khi ở một mức độ cao hơn, thiết kế tốt nhất là loại bỏ những mâu thuẫn cốt lõi gây ra vấn đề.

Kỹ sư thường cố gắng dự đoán như thế nào thiết kế của họ sẽ thực hiện chi tiết kỹ thuật của họ trước khi sản xuất quy mô đầy đủ. Họ sử dụng, trong số những thứ khác: nguyên mẫu, mô hình quy mô, mô phỏng, thử nghiệm hủy diệt, kiểm tra không phá hủy, và các bài kiểm tra căng thẳng. Kiểm tra đảm bảo rằng các sản phẩm sẽ thực hiện như mong đợi.



Kỹ sư đảm nhận trách nhiệm sản xuất các mẫu thiết kế sẽ thực hiện như mong đợi và sẽ không gây ra thiệt hại không lường trước để công chúng nói chung. Kỹ sư thường bao gồm một yếu tố an toàn trong các thiết kế của họ để giảm nguy cơ của sự thất bại bất ngờ. Tuy nhiên, yếu tố an toàn lớn hơn, thiết kế kém hiệu quả hơn có thể được.

Nghiên cứu các sản phẩm không được gọi là kỹ thuật pháp y, và có thể giúp các nhà thiết kế sản phẩm trong việc đánh giá thiết kế của mình trong ánh sáng của điều kiện thực tế. Kỷ luật là giá trị lớn nhất sau thảm họa, chẳng hạn như cây cầu sụp đổ, khi phân tích cẩn thận là cần thiết để thiết lập hay nhiều nguyên nhân của sự thất bại.