工業設計遵循諸多重要原則。需求原則是根本，產品功能需滿足客觀需求，否則會造成積壓浪費，且需求隨時間、地點變化，是產品升級的依據。信息原則要求設計師掌握市場、科技、工藝等信息，引導設計。創新原則鼓勵在產品外觀、色彩、功能等方面創新，但要基于核心功能。系統性原則強調設計師需分清產品主次功能，進行科學設計。收斂原則倡導在發散思維構思方案后，綜合信息進行收斂思維。產品優化原則注重對產品測試調試，提升功能、結構和外觀。繼承原則是批判吸收前人成果，推陳出新。效益原則兼顧技術經濟與社會效益。時間原則要求加快設計研制，搶占市場。定量原則在方案評選等環節采用科學定量方法。這些原則共同保障工業設計的科學性與合理性。
人機工程學是工業設計的重要支撐學科。它研究人與產品、環境之間的相互關系，通過對人體尺寸、生理和心理特征的研究，優化產品設計，使產品與人達到匹配狀態。在辦公家具設計中，依據人體工程學原理設計座椅的高度、靠背的曲線、扶手的位置等，能有效減輕使用者的疲勞，提高工作效率。在交通工具設計中，考慮駕駛員的操作習慣、視野范圍以及乘坐者的舒適性，設計出合理的駕駛艙布局和座椅設計。人機工程學的應用，讓產品更加符合人體的自然行為模式，提升用戶使用產品時的舒適度和性，從而增強產品的用戶體驗和市場競爭力。
材料選擇和工藝對機械設備外觀設計的終效果有著決定性影響。金屬材料因其高強度、耐用性和良好的加工性能，在機械設備外觀設計中應用廣泛。例如，鋼鐵常用于制造大型機械的框架結構，具有出色的承重能力；鋁合金則因其質量輕、耐腐蝕等特點，常用于一些對重量有要求的設備外殼，如航空發動機的部分外殼。隨著科技的發展，新型材料也逐漸應用于機械設備領域，如碳纖維復合材料，具有高強度、低密度的優勢，可用于制造高性能機械設備的關鍵部件，既能減輕設備重量，又能提高其性能。在工藝方面，不同的加工工藝賦予材料不同的表面質感和外觀效果。鑄造工藝可以制造出復雜形狀的部件，但其表面相對粗糙；機械加工工藝如車削、銑削、磨削等能夠獲得高精度的表面，使設備外觀更加精致；表面處理工藝如噴漆、電鍍、陽極氧化等，不僅可以保護材料表面，還能為設備增添豐富的色彩和光澤，提升設備的整體美觀度。例如，一些高端機械設備采用鍍鉻工藝，使設備表面呈現出亮麗的金屬光澤，既美觀又具有良好的防腐蝕性能。
色彩搭配在機械設備外觀設計中具有重要的視覺傳達和心理影響作用。首先，色彩要與設備的功能和使用環境相匹配。例如，在醫療設備中，常采用白色、淺藍色等柔和、冷靜的色彩，給人以清潔、、可靠的感覺，有助于緩解患者的緊張情緒；而在一些戶外作業的機械設備，如消防車，采用鮮艷的紅色，能夠在各種環境中迅速吸引人們的注意力，提高設備的辨識度，便于在緊急情況下快速響應。其次，色彩搭配要考慮企業品牌形象和文化內涵。企業可以通過統一的色彩體系來強化品牌識別，如前文提到的卡特彼勒以黃色為主色調。同時，色彩的對比度和協調性也很關鍵，合理的色彩組合能夠增強設備的層次感和立體感，提升外觀的美觀度。例如，一些高端機械設備采用深色主體搭配亮色裝飾線條的設計，既突出了設備的穩重感，又增添了時尚活力的元素，使設備在視覺上更加吸引人。
