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Ingenieurwesen, die Anwendung der Wissenschaft zur optimalen Umwandlung der Ressourcen der Natur zum Nutzen der Menschheit. Das Gebiet wurde vom Engineers Council for Professional Development in den Vereinigten Staaten definiert als die kreative Anwendung „wissenschaftlicher Prinzipien, um Strukturen, Maschinen, Apparate oder Herstellungsprozesse zu entwerfen oder zu entwickeln, oder Arbeiten, die sie einzeln oder in Kombination verwenden; oder um dieselben mit voller Kenntnis ihrer Konstruktion zu konstruieren oder zu betreiben; oder um ihr Verhalten unter bestimmten Betriebsbedingungen vorherzusagen; alles unter Berücksichtigung einer beabsichtigten Funktion, der Wirtschaftlichkeit des Betriebs und der Sicherheit für Leben und Eigentum.“ Der Begriff Engineering wird manchmal, vor allem in Großbritannien, lockerer definiert als die Herstellung oder Montage von Motoren, Werkzeugmaschinen und Maschinenteilen.
Die Wörter engine und ingenious leiten sich von derselben lateinischen Wurzel ab, ingenerare, was „erschaffen“ bedeutet. Das frühe englische Verb engine bedeutete „erfinden“. Die Motoren des Krieges waren also Geräte wie Katapulte, schwimmende Brücken und Angriffstürme; ihr Konstrukteur war der „engine-er“, der Militäringenieur. Das Gegenstück zum Militäringenieur war der Bauingenieur, der im Wesentlichen das gleiche Wissen und die gleichen Fähigkeiten bei der Planung von Gebäuden, Straßen, Wasserversorgungen, Abwassersystemen und anderen Projekten anwandte.
Mit dem Ingenieurwesen ist eine große Menge an speziellem Wissen verbunden; die Vorbereitung auf die berufliche Praxis beinhaltet eine umfangreiche Ausbildung in der Anwendung dieses Wissens. Die Standards der ingenieurtechnischen Praxis werden durch die Bemühungen von Berufsverbänden aufrechterhalten, die normalerweise auf nationaler oder regionaler Basis organisiert sind, wobei alle Mitglieder eine Verantwortung gegenüber der Öffentlichkeit anerkennen, die über die Verantwortung gegenüber ihren Arbeitgebern oder anderen Mitgliedern ihrer Gesellschaft hinausgeht.
Die Funktion des Wissenschaftlers ist es, zu wissen, während die des Ingenieurs darin besteht, zu tun. Wissenschaftler ergänzen den Vorrat an gesichertem, systematisiertem Wissen über die physikalische Welt, und Ingenieure bringen dieses Wissen bei praktischen Problemen zum Tragen. Das Ingenieurwesen basiert hauptsächlich auf Physik, Chemie und Mathematik und deren Erweiterungen in den Bereichen Werkstoffkunde, Festkörper- und Strömungsmechanik, Thermodynamik, Übertragungs- und Geschwindigkeitsprozesse sowie Systemanalyse.
Im Gegensatz zu Naturwissenschaftlern können Ingenieure die Probleme, die sie interessieren, nicht frei wählen. Sie müssen Probleme lösen, wie sie entstehen, und ihre Lösungen müssen widersprüchliche Anforderungen erfüllen. In der Regel kostet Effizienz Geld, Sicherheit erhöht die Komplexität, und verbesserte Leistung erhöht das Gewicht. Die technische Lösung ist die optimale Lösung, das Endergebnis, das unter Berücksichtigung vieler Faktoren am wünschenswertesten ist. Es kann die zuverlässigste Lösung innerhalb einer bestimmten Gewichtsgrenze sein, die einfachste, die bestimmte Sicherheitsanforderungen erfüllt, oder die effizienteste für einen bestimmten Preis. Bei vielen technischen Problemen sind die sozialen Kosten erheblich.
Ingenieure verwenden zwei Arten von natürlichen Ressourcen – Materialien und Energie. Materialien sind aufgrund ihrer Eigenschaften nützlich: ihre Festigkeit, einfache Herstellung, Leichtigkeit oder Haltbarkeit; ihre Fähigkeit zu isolieren oder zu leiten; ihre chemischen, elektrischen oder akustischen Eigenschaften. Wichtige Energiequellen sind fossile Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Gas), Wind, Sonnenlicht, fallendes Wasser und Kernspaltung. Da die meisten Ressourcen begrenzt sind, müssen sich Ingenieure mit der ständigen Erschließung neuer sowie der effizienten Nutzung vorhandener Ressourcen beschäftigen.