一、能量类

能量

主要研究方向：能源转换，风能、水能利用，能量系统设计与制造，热力学应用（加热/通风/空调及制冷），环境能源技术评估，以及太阳能和清洁能源。

申请所需相关背景：强大的物理学基础；对于流体力学相关的方向，还需要流体力学、空气动力学和热力学等相关背景；在整体研究方面，要有良好的数学建模能力；在设备制造领域，则需要设计与制造背景。

摩擦

主要研究方向：摩擦过程中的能量转换，与热物理紧密结合，对新型材料进行摩擦性能研究。

申请所需相关背景：物理学基础必不可少，除此之外根据不同方向还需热力学或材料科学背景。

燃烧

主要研究方向：燃烧现象及其推进系统、电气推进技术等。

申请所需相关背景：同摩擦一样，物理基础必须，有着较强的热力学知识。若是偏向设备研发，则需要机械工程设计制造与控制知识。

流体

研究主要集中于航空航天领域和能源领域，如空气动力學、推進系統與太空探索系統，以及水電與風電轉換技術等。

申请所需相关背景：理论深入则要求高水平的数学建模能力和流体力的理解，而实践侧重则要求机械工程知识。

二、材料类

纳米微米机械材料

研究纳米技术对机械界的影响，为新型材料提供可能。主要包括高级材料科学、高级固体力量以及工程塑性等。

申请所需相关背景：强烈的材料科学基础，同时要求固态力量及物质专业课程学习经历。

聚合工程

利用分子聚合为机械界提供新的原料来源。

申请所需相关背景: 需要有很好的高分子化学与聚合化工科目，并且对金属成分分析有一定的了解。

生物医学

研究生物机器与生物信息处理，将生物医学工程结合到纳米技术中来开发新的医疗解决方案。

申请所需相關Background: 具备生理學基礎知識，並對機械設計與控制有基本認識。在神經醫學領域還應該具備EE(Electrical Engineering)專業基礎知識，以便於進行信號處理工作。此外，在人造心臟相關領域還應該具備臨床醫療知識以便於實際應用。

三、制造类

设计

研究产品设计方法计算机辅助设计以及工业生产过程中的优化问题。

应用前景较好，但是通常不被视作一个单独独立的话题，它更倾向于成为其他几个专业如ME中的一部分内容，所以不建议作为单独的一个项目来申报。但如果你真的想选择这个话题，那么你应该具有艺术功底，因为它涉及到产品美观度，这也意味着你需要精通Photoshop, ProE这样的软件。如果同时也有了基本的ME理论基础，你会是一个非常优秀的人选。不过通常情况下这两个都不是足够条件，如果没有这些，你可以考虑加入一些额外课程，比如CAD或者创意写作，以提高你的竞争优势。如果你的目标是成为一个顶尖的工业设计师，那么参加一些工业比赛或展览也是个好主意，但这并不是直接进入美国大学的一个途径，而是一个可以提升个人技能和经验的手段之一。你也可以通过阅读关于工业产品发展趋势的一些书籍来扩充自己的知识范围，这样做既能够帮助你准备考试，也能够让你的简历更加吸引人。在这个专业上，你可能会发现自己每天都会接触各种各样的工具，从简单的小刀到复杂的大型机器，每件东西都代表了一种可能性，因此即使只是做一点点事情，就已经很令人兴奋了。然而，对于寻求博士毕业证书的人来说，他们最终将面临一个挑战，即如何将他们从一系列相互关联但又彼此独立的问题中解脱出来。这听起来有点像是在一次大逃亡游戏里找到一种安全地带吗？尽管如此，我们仍然相信这是值得追求的事情，而且我们知道你们一定会找到出路，无论是继续前行还是停止一下再重新开始。这就是为什么我们鼓励所有学生无论是否拥有丰富经验，都应该勇敢地尝试去探索这一世界——因为这是唯一真正属于我们的世界。而当我们走过这些道路时，我们将学会如何在不断变化的地球上保持稳定，不断学习如何适应周围环境变化，这是一项宝贵而又困难的事业，但总归是值得一生的工作。一旦完成，您就成了专家，一位真正掌握了这种技能的人，可以自由地选择您的职业道路，无论是在商业还是非营利组织，或许甚至在政府机构工作。这份权利激励人们不断努力，因为他们知道自己随时都可以改变生活方式，只要愿意付出努力。这正是您现在正在做的事情——尽一切可能积累资源，让自己变得更完善，更可靠，更伟大。当您获得博士毕业证书时，您将站在人类历史上的另一个重要节点上，一名完全准备好了迎接挑战者。我希望我的故事激励您不要害怕冒险，不断地探索未知，因为这正是我为何喜欢这个行业的地方——它永远充满惊喜，每一步都是全新的旅程。而且我告诉过您，我不会让任何障碍阻止我实现梦想，我不会放弃直到成功。在这里，我希望你们明白，没有什么比起坚持到底更重要了。我曾经说过：“如果我不能飞翔，就让我翅膀破裂。” 我们每个人都是宇宙中闪耀着光芒的一颗星星，我们都不应该让恐惧挡住我们的脚步！所以，请记住，无论发生什么，最重要的是保持乐观，并且坚持下去！