(1)科學性原則
設計方案是某種或某些科學技術原理的體現，因此，任何設計方案都不能違背科學技術原理。
違背這壹原則的設計以“永動機方案”為最典型。自古以來，有無數發明家絞盡腦汁地設計了壹個又壹個永動機，但都因直接違背能量守恒定律而徒勞無益，沒有任何結果。設計方案除了不違反科學原理外，還應能達到預期的性能。大多數發明的目的都是要超過已有技術。
如果效果並不那麽理想，該發明也就失去了存在的意義。因此，多方面地對設計的技術性能進行論證很有必要。
例如，有人曾設計出壹種“液壓傳動和變速的自行車”。他的目的是使車子騎起來更為輕快和靈便。這就要有壹個前提，即液壓傳動系統要與鏈條傳動的效率相近或更高。但是如果認真進行核查的話，我們就會發現事實正好相反，在功率傳送上液壓傳動的效率較低，因此該項發明的預期目的很難實現。
對於壹項本身作用原理沒有問題的發明，還應考慮它在制造過程中是否存在特殊的困難。假定妳想發明壹種“撲翼式人力飛機”，如果妳的設計有賴於壹種極輕然而又很堅固、彈力又極好的材料，大概就有問題了。妳必須首先調查壹下妳所需要的這種材料目前是否可能制造出來，然後再去考慮妳的發明是否有意義。
另外壹個必須考慮的問題是，妳設計的東西如果如願以償地制造出來了，在實際使用中是否會遇到特殊的困難。
例如，壹種像帆船那樣由風驅動的運輸車輛並不是制造不出來，但是如果我們真要使用這樣壹種“風動車輛”，就會遇到許多麻煩。我們必須在很窄的道路上行駛，然而，陸地上的風遠不像海上那樣穩定，因此，我們的車輛就會陷入時快時慢、時走時停的狀態。這在公路運輸上是不能允許的，會大大妨礙其他車輛的行駛和安全。
(2)獨特性原則
創新設計者往往別具匠心，常常以不同於壹般設計師的方式提出壹些奇特的構思，使技術方案具有突出的實際效果。
例如，轉子發動機的設計，磁懸列車的設計等，都是別具匠心的設計。
出色的設計往往具有獨特的構思，但獨特的構思未必能成為有實際效果的為人們所急需的產品。例如，有人曾設計了壹種“能噴水的鬧鐘”，他用噴頭射水代替鈴聲來澆醒沈睡的主人，但是，這樣的設計由於人們不那麽需要，所以很難商品化。
(3)求優性原則
要想直接估計出壹項設計的實用價值是十分困難的。實際上，人們往往采取比較法來進行估計，也就是將新方案的可能效果與那些要解決同樣問題的全部已有技術相比較，看它是否處於比較優越的地位。
壹般說來，追求完全相類似功能的不同技術是可以進行比較並分出優劣的。例如，愛迪生設計的碳鈕電話話筒與原來貝爾所用的液體變阻器話筒是兩種技術，但它們所要達到的功能完全相同，即把聲音變成相應的波動電流。在這種情況下，人們可以清楚地看出，前壹種技術比後壹種更為簡單、方便、耐用，明顯優於後壹種。實際上，貝爾公司很快就買下了愛迪生的專利權。
想出壹個優於已有技術的設計方案當然是很值得高興的事，但是，我們也應該意識到，技術在不斷發展進步，新的設計也會層出不窮。因此，我們還必須考慮可能出現的其他種種技術方案，考慮到各種可能的改進方案，這樣才能使自己的設計在稍長的時間內處於相對最優地位，在較長時間裏保持其使用價值。從中可以看到，創新才是技術設計永保青春的秘訣。
(4)簡捷性原則
技術方案是否簡捷，也是判斷壹項設計能不能獲得成功的壹項設計原則。
有壹種模糊的錯覺認為，壹項設計的原理和構造越復雜，就說明它的水平越高。誠然，把壹件構造復雜的東西制造出來絕非易事，但這僅僅是對制造者而言。如果設計者使其構造的復雜性超越了壹定的限度，那麽這就是壹件蹩腳的或失敗的設計。因此，創新設計者應追求功能明確、性能可靠且機理簡單的技術方案。
(5)市場性原則
符合科學原理和技術原理的產品設計，通常可以制造出來。那麽，是否就能認為這壹項設計已經取得了成功呢?事實上未必如此。除了極少數特殊情況(如作為壹項科學研究的實驗)以外，壹般的設計要獲得最後成功，必須證明自己具有突出的實用性，必須經受住市場的嚴峻考驗。
愛迪生曾這樣說：“我不打算發明任何賣不出去的東西，因為不能賣出去的東西都沒有達到成功的頂點。能銷售出去就證明了它的實用性，而實用性就是成功。”這對任何有誌於創新設計的人來說是金玉良言，是判斷設計價值的最高標準。有人可能錯把專利局審查批準看作設計成功的標誌。誠然，這確實是壹個可喜的標誌，標誌著妳的設計有了起碼的水平，然而這並不是最重要的標誌。有人可能要問，專利審查不是已經包括實用性的內容了嗎?實際上，專利局僅僅是把那些明顯不實用的設計加以剔除，並不對獲準專利的商業價值作任何保證。從世界上發達國家獲準專利的實施情況來看，真正獲得效益的僅占總數的15％左右。
那麽，什麽樣的東西能獲得市場呢?壹般地說，要求該設計者的使用價值超過出售價格。
壹種商品的售價總是受成本制約的。壹般情況下產量越多，成本就越低。而同壹種設計對於不同的人來說，其使用價值往往是不同的。通常只有少數人認為其使用價值很高，而多數人則不這樣認為。
例如，同樣壹種太陽能利用設備，在陽光充足而燃料貧乏的地區(如青藏高原)就有較高的使用價值；而在燃料非常豐富的地區則沒有很重要的使用價值。因此，對於特定的某壹產品來說，考慮的銷售面越廣，其平均使用價值就越低。
對熟悉工程技術的人來說，估計壹種新產品的成本並不感到十分困難，而估計壹項新設計的使用價值卻常常感到是十分困難的事情。盡管如此，我們仍可以從下面幾個方面來考慮使用價值：
1)該設計解決的問題是否迫切?壹般說來，如果壹項設計解決了人們迫切需要解決的問題。它的使用價值就比較高。例如，在電報發明之前，火車和輪船已在世界上得到應用，運輸的速度已大大加快，但通訊速度受運輸速度所限制，遠遠不能適應當時工業和商業迅速發展的需要。因此，電報被莫爾斯發明出來以後不到10年，就在許多國家得到廣泛應用。但是，人們在短距離通訊上，使用電報仍不夠方便，需要專人收發報和翻譯電碼，往往還不如派人送信省事，然而，電話的發明，掃除了這些麻煩，因而以更快的速度得到普及。
2)是否容易使用?壹項能夠解決某壹問題的設計還必須保證本身使用起來是方便的，否則，它將會帶來新的問題。例如，許多人在做飯時感到剁肉末十分費事，有人設計出了壹種家用手搖絞肉機，用起來確實比剁肉省力。但是，這種絞肉機需要經常清洗，十分麻煩，結果不少人都棄之不用。
3)是否耐用、可靠?耐用與可靠直接關系到使用價值，需要特別註意。例如，目前市場上可以看到壹種名叫“熱得快”的電熱器，可以方便地用來加熱杯子裏的水或奶，構造簡單，價格便宜。但是它的設計不盡合理，很不耐用，稍有不慎就會燒壞，甚至有漏電的危險，因此銷路大減。
4)是否令人喜歡?應該理解到這壹點，即外觀美也是使用價值的壹部分。例如，鐘表是用來指示時間的，但不能認為只要走時準，外觀不用考慮。實際上，許多物品都兼有裝飾房間或其他場所的作用，至少不應該破壞環境的美感。即使是工，壹裏的機器，適當的外觀也常有助於減輕操作者的疲勞感，並讓人產生愛惜的心情。除了以上幾點，使用價值還應包括安全，不妨礙他人，無公害，等等。
機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力，利用人類已有的相關科學技術成果(含理論、方法、技術、原理等)，進行創新構思，設計出具有新穎性、創造性及實用性的機構或機械產品(裝置)的壹種實踐活動。它包含兩個部分：壹是改進完善生產或生活中現有機械產品的技術性能、可靠性、經濟性、適用性等；二是創造設計出新產品、新機器，以滿足新的生產或生活的需要。