Технічні науки формувалися не тільки шляхом додатка природознавства до техніки, але і шляхом використання багатовікового досвіду техніки, його осмислення і додання йому логічно чіткого виду. Таким шляхом формувалися науки про різні типи машин, матеріалознавство й ін. Перевірені на практиці емпіричні дані цих технічних дисциплін зберігалися і включалися в загальну науку про машини. І дотепер багато прийомів виготовлення й експлуатації техніки не одержали належного теоретичного обґрунтування.
Формування технічної науки поклало кінець ремісничому відношенню до техніки, коли ті або інші механізми удосконалювалися вроздріб протягом багатьох десятиліть і навіть сторіч. Розуміння того, що машина являє собою перетворення руху у форму, потрібну виробництву й у своїй сутності складається з кінематичних пар, лягло в основу наукового конструювання різноманітних технічних пристроїв у XIX в.
Зі сказаного видно, що технічна наука досліджує свій об'єкт, хоча вона здатна пояснити функціонування і ремісничих, ручних знарядь праці, що створювалися без наукового обґрунтування. Об'єкт технічної науки формується в процесі виділення істотних і необхідних властивостей техніки, конструювання машини. Машина, її компоненти, відносини між ними, їхня композиція, природна основа компонентів і технологічний процес - все це об'єкт технічної науки.
Об'єкт технічної науки є джерелом науково-технічного пізнання. Його дослідження дає, зокрема, конструктивні структури і їхні елементи. У структурі фіксується стійкість, повторюваність, необхідність, закономірність композиції елементів машини. Стосовно структури компонентів машини виступає у виді елемента. Уявне одержання елемента структури зв'язано з відволіканням від фізичної розмірності і природної основи компонента. У кінцевому рахунку всі науково-технічні поняття є відображенням технічного об'єкта.
Поняття “технічний об'єкт” і “об'єкт технічної науки” виконують різну методологічну функцію у філософському аналізі техніки і науково-технічного пізнання. У понятті “технічний об'єкт” фіксується реально змінювана в практиці сторона об'єктивного світу. Технічний об'єкт відображається у філософських, суспільних, природних і технічних науках, і щораз наука виділяє властиву їй предметну область. У понятті “об'єкт технічної науки” фіксується предмет технічних наук, їхнє відношення до об'єктивної реальності. Головним об'єктом технічних наук є машина, тому що з її допомогою організується технологічний процес і нею він регулюється. Машина полегшує і заміняє працю людини, служить засобом досягнення мети. Взаємодія робочого знаряддя з об'єктом перетворення складає особливу предметну область технічної науки - технологію. Важливу предметну область утворить і опір матеріалів, з яких виготовляються деталі машин і які піддаються в машині напругам, деформації й ін.
У технічній науці насамперед виділяються дослідження елементів, їхніх відносин і технічних структур. Для формування предмета технічної науки важливо виділити, описати і пояснити технічні елементи, їхні відносини і можливі структури, у яких матеріалізуються корисні для суспільства виробничі функції. Але на цьому технічна наука не кінчається. Вона містить у собі правила синтезу нових технічних структур, розрахункові методи і форми проектування. Думкою сконструйовані технічні структури піддаються аналізові. Вони досліджуються з погляду законів динаміки, конструювання, технології й експлуатації. Тільки після цього можливі теоретичні висновки про важливість і корисність отриманих результатів.
Своїм дослідницьким характером технічна наука відрізняється від технічної творчості, для якого важливий практичний цілеспрямований синтез технічного пристрою, коли створюється схема механізму для наперед заданих виробничих функцій. Часто такий синтез здійснюється без відповідного теоретичного обґрунтування.
Правила і норми проектування, графічні й аналітичні методи розрахунку зближають технічну науку з технічною творчістю, проектно-конструкторськими роботами. Предмет технічних наук формується в безпосередній залежності від творчості техніки. У цьому - специфіка технічних наук, що являють собою засіб удосконалювання техніки, переосмислення природничонаукових даних, відкриття технологічних методів і винаходу технічних конструкцій.
Як найважливіший фактор технічної творчості виступають правила, що передбачають досягнення міцності і надійності технічного засобу, зносостійкості і теплостійкості його деталей і ін. Ці правила утворять рамки конструювання, крім із нього те, що не відповідає виробленим технічною наукою критеріям функціонування машин. На базі правил і норм інженерної діяльності розробляються методи рішення задач. Принципи виступають як передумови діяльності, як її організуючий і направляючий початок. Таким чином, у предмет технічних наук входять не тільки закономірності технічного об'єкта, але і закономірності технічного проектування, методи, правила, норми і принципи проектування техніки.
Історично виникнення і становлення перших технічних наук відносять до кінця XVIII - першої третини XIX в. Використання природних сил, що упредметнюються в машинах, як неодмінну умову вимагало свідомого застосування природознавства. Ця обставина викликала революційні зміни в характері самої пізнавальної діяльності. Саме в силу цього уперше виникли такі практичні проблеми, що могли бути дозволені лише науковим шляхом.
Таким чином, виникла потреба в прикладному науковому знанні. Емпіричне, досвідчене природно-технічне знання одержало могутній імпульс до розвитку, до перетворення в особливу систему наукового знання. Гносеологічний аналіз теорії машин, першої і найбільш розвинутої нині технічної науки, дає досить основ для того, щоб “сконструювати” зразкову модель технічної науки як специфічного виду наукового знання. Така модель може в стиснутому виді виявити основні, “типові” компоненти і структуру понятійного апарата. На її основі ставати можливим скласти відоме уявлення про появу і розвиток багатьох технічних наук, не прибігаючи до аналізу кожної з них. Такі елементи технічної теорії, як ідея, принцип, закон, поняття, метод і ін., розглянуті через призму відбиваних у них істотних властивостей технічних об'єктів у їхньому системному зв'язку, найбільше чітко виявляються в теорії машин.
У понятійному апараті сучасної теорії машин можна виділити наступні компоненти:
1. Соціально-технічна ідея як відображення соціального протиріччя, що визначило технічна потреба в машинному виробництві. Вона виступає вихідним моментом у поясненні соціальної функції технічного об'єкта і побудова його теорії.
2. Природно-технічний принцип теорії машин. Таким принципом з'явився принцип конструювання штучної системи взаємодіючих механізмів, здатної реалізувати задану соціальну функцію.
3. Соціально-технічна ідея, природно-технічний принцип її реалізації визначають предметний зміст і метод теорії машин, розкривають цілу сукупність власне технічних протиріч машинних пристроїв, що виявляються в кожнім технічному параметрі технічних засобів, дозвіл яких веде до технічної оптимізації функції машинного пристрою шляхом постійно контрольованої взаємодії між окремими елементами конструкції.
4. Конструктивно-технічний метод у науках про машини представляє найважливіший структурний елемент теорії. У даній теорії метод функціонує тільки в самих головних рисах, оскільки конструктивне втілення теоретичної моделі машини розглядається практично так межами даної теорії. Сучасні технічні науки в міру ускладнення досліджуваних ними технічних систем, що несуть складні соціальні функції, зближаються у відомому плані із суспільними науками. З'явився розділ соціально-технічних знань, що націлений на дослідження технічних пристроїв з погляду техніко-економічних, інженерно-психологічних, техніко-естетичних, ергономічних, екологічних і інших соціальних характеристик.
Інтенсивний розвиток інформаційно-обчислювальної техніки і її широке використання при рішенні різних технічних, науково-дослідних і управлінських задач обумовило актуальність досліджень і розробок, зв'язаних із проблемою підвищення ефективності взаємодії людини з ЕОМ.
При використанні ЕОМ людина виконує самі різноманітні функції, починаючи з технічного обслуговування апаратури і кінчаючи керуванням складними експериментами і прийняттям відповідальних рішень на вищих рівнях керування. Необхідність розширення сфери ефективного використання ЕОМ ставить перед багатьма галузями сучасної науки комплекс досить складних задач. Зокрема, задачі психології не обмежуються проектуванням і оцінкою тільки мов, методів і засобів інформаційної взаємодії людини з ЕОМ, таких, як індикаторні пристрої і пульти висновку інформації, хоча вони, без сумніву, уможливлюють, прискорюють, розширюють або підсилюють взаємодію людини з ЕОМ.
Психологічний аналіз включає також розподіл функцій між людиною й ЕОМ, оптимізацію взаємодії в системі в цілому, пошук принципово нових способів організації процесів рішення інтелектуальних задач на базі перспективної інформаційно-обчислювальної техніки.
Одним з найбільш гострих є питання про розподіл функцій, про раціональне сполучення комп'ютера і творчої діяльності людини.
Рішення задачі розподілу функцій тісно зв'язано з психологічним дослідженням основних функцій, виконуваних людиною з застосуванням ЕОМ. Найбільш важливими функціями, як відомо, є прийняття рішень, діагностика, прогнозування і планування. Поряд із традиційними проблемами, такими, як вивчення особливостей сприйняття людиною інформації, вибір кращих форм взаємодії, виникає цілий ряд принципово нових: