机电一体化技术的主要目标和功能主要是实现物质流、能量流、信息流的时空互换（处理、传递、移动、存储、记录）。物质是能量和信息的载体。因此地球表面上各种运输设备和升降装卸设备以及自动化仓库等储藏设备都有机电一体化技术的用武之地，太空探索更是非机电一体化技术支持不行。

机电一体化技术发展终极目标就是实现柔性化与智能化，象动物一样动作灵活，象人一样思考判断。人就是现代机电一体化技术最好的参考模仿物。通俗一点，以人作参照，机电一体化监测与控制系统由传感器（五官）、控制器（大脑神经系统）、执行器（四肢肌肉）、支撑器（躯干骨架）和动力源（内脏消化呼吸）以及一些附属可选反馈装置和安全保障装置（排泄）等部分组成。

对人而言，在人体外壳与运动表象下，内部的能量流是人体血液循环，信息流是人体神经循环。机电一体化系统各个部分之间存在电流、磁流、液流、气流、力流循环，存在满足各种流幅度、速度协调转换适配用机械接口、电气接口、信息接口、机电接口、人机接口和环境接口。

机电一体化系统一般有五大基本组成要素：机械结构单元、动力单元、执行单元、传感测试单元以及信息控制单元。这五大基本组成要素可以与人体的五大要素进行对比。 

1），机械结构单元的作用类似于人体的骨骼，一般包括工作模块以及装备所有功能元素的机械支持结构以及机身、框架、连接件等。由于机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高，机械机构要在结构、材料、加工装配检测工艺性以及几何尺寸等方面适应机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能、小型、轻量、美观等要求。

2），传感测试单元的作用相当于人体的五官（眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤）（视觉、听觉、嗅觉、味觉、力觉、触觉、动觉、温度觉、痛觉等），对装备本身和外界环境的各种参数及状态信息进行检测，并将其变换成可识别光电声信号，传输到信息处理单元。它由各种类型的传感器和信号处理变送电路与测试仪表构成。传感测试单元的主要难点在于提高传感检测的可靠性、灵敏度和精密度。提高机电一体化系统可靠性的关键在于提高传感器的抗干扰能力。

3），执行单元相当于人体的手、足和肌肉。它根据控制单元的指令，高速度高精度地完成要求的动作。目前常用的执行机构分光电式、电磁式、液压式和气动式机构，如继电器、电磁阀、液压缸、丝杠螺母、电机等。动作方式有开关式、脉冲式、绝对式、相对式、断续式、连续式等。此外，还有一些新型的执行机构如超声波驱动器、形状记忆合金驱动器等。执行机构需要根据机电一体化系统机电匹配要求，考虑改善性能，提高精度和快速响应性，减轻重量，实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体的可靠性。

4），动力驱动单元相当于人体的内脏。它在控制单元作用下，提供动力能量（原动机），使得各种执行机构完成要求的动作和功能。机电一体化系统一方面要求提高驱动的高效率和快速反应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境具有抗干扰性、环境适应性和驱动可靠性。由于电力电子技术的高度发展，高性能步进驱动电机、直流和交流伺服驱动电机现在已经大量应用于机电一体化装备。

5），信息控制单元相当于人体的头脑。它将来自传感测试单元的检测信息和外部输入命令进行集中、存贮、分析、加工，根据信息处理结果和预设的控制算法，发出相应的指令，控制整个系统有目的地有序地运行。一般它由计算机控制器和外部设备等组成。目前常用工控机（IPC）、单片机(DSP)和可编程逻辑控制器(PLC)、嵌入式计算机(DSP、ARM芯片)等等。机电一体化系统对信息控制单元的基本要求是：提高信息处理速度，提高可靠性，增强抗干扰能力以及完善的系统自诊断自适应自学习功能，实现信息处理智能化，满足可靠、小型、轻量、标准化等要求。