工业设计遵循诸多重要原则。需求原则是根本，产品功能需满足客观需求，否则会造成积压浪费，且需求随时间、地点变化，是产品升级的依据。信息原则要求设计师掌握市场、科技、工艺等信息，引导设计。创新原则鼓励在产品外观、色彩、功能等方面创新，但要基于核心功能。系统性原则强调设计师需分清产品主次功能，进行科学设计。收敛原则倡导在发散思维构思方案后，综合信息进行收敛思维。产品优化原则注重对产品测试调试，提升功能、结构和外观。继承原则是批判吸收前人成果，推陈出新。效益原则兼顾技术经济与社会效益。时间原则要求加快设计研制，抢占市场。定量原则在方案评选等环节采用科学定量方法。这些原则共同保障工业设计的科学性与合理性。
人机工程学是工业设计的重要支撑学科。它研究人与产品、环境之间的相互关系，通过对人体尺寸、生理和心理特征的研究，优化产品设计，使产品与人达到匹配状态。在办公家具设计中，依据人体工程学原理设计座椅的高度、靠背的曲线、扶手的位置等，能有效减轻使用者的疲劳，提高工作效率。在交通工具设计中，考虑驾驶员的操作习惯、视野范围以及乘坐者的舒适性，设计出合理的驾驶舱布局和座椅设计。人机工程学的应用，让产品更加符合人体的自然行为模式，提升用户使用产品时的舒适度和性，从而增强产品的用户体验和市场竞争力。
材料选择和工艺对机械设备外观设计的终效果有着决定性影响。金属材料因其高强度、耐用性和良好的加工性能，在机械设备外观设计中应用广泛。例如，钢铁常用于制造大型机械的框架结构，具有出色的承重能力；铝合金则因其质量轻、耐腐蚀等特点，常用于一些对重量有要求的设备外壳，如航空发动机的部分外壳。随着科技的发展，新型材料也逐渐应用于机械设备领域，如碳纤维复合材料，具有高强度、低密度的优势，可用于制造高性能机械设备的关键部件，既能减轻设备重量，又能提高其性能。在工艺方面，不同的加工工艺赋予材料不同的表面质感和外观效果。铸造工艺可以制造出复杂形状的部件，但其表面相对粗糙；机械加工工艺如车削、铣削、磨削等能够获得高精度的表面，使设备外观更加精致；表面处理工艺如喷漆、电镀、阳极氧化等，不仅可以保护材料表面，还能为设备增添丰富的色彩和光泽，提升设备的整体美观度。例如，一些高端机械设备采用镀铬工艺，使设备表面呈现出亮丽的金属光泽，既美观又具有良好的防腐蚀性能。
在竞争激烈的市场环境下，机械设备外观设计需要不断创新。一方面，可以从功能创新的角度出发，通过外观设计的改变来实现新的功能或提升现有功能。例如，一些新型农业机械设备，通过创新的外观设计，将原本分离的多个功能模块整合在一起，使设备在操作时更加便捷，同时减少了设备的占地面积。另一方面，在造型设计上创新，突破传统机械设备的刻板印象。可以借鉴自然形态、现代艺术等元素，创造出独特新颖的外观造型。比如，某些环保机械设备的外观设计模仿自然界中生物的形态，既具有独特的美感，又能传达出环保、和谐的设计理念。此外，利用先进的技术手段也是创新的重要途径，如 3D 打印技术能够实现复杂、个性化的外观造型，为设计师提供了更多的创意空间，使机械设备外观设计能够更好地满足不同客户的个性化需求，在市场中展现出独特的竞争优势。