Il collabore avec les ingénieurs et techniciens spécialisés dans différentes activités : de la conception, production et montage des composants mécaniques à l'installation et l'entretien des machines-outils, systèmes d'automatisation et installations de production industrielle.

Un technicien mécanique peut par exemple participer aux différentes phases qui caractérisent la conception mécanique : il crée des dessins techniques en 2D et 3D selon les spécifications du projet, effectue des essais et analyses sur les prototypes afin de vérifier leur fonctionnement. Après avoir analysé les résultats avec les ingénieurs responsables, le technicien mécanique corrige les éventuelles erreurs ou dysfonctionnements et veille à ce que le composant ou le système mécanique développé corresponde aux exigences du client.

Parmi les tâches confiées aux techniciens mécaniques figurent également les différents usinages mécaniques, à l'aide de machines-outils traditionnelles et CNC (fraiseuses, soudeuses, machines d'établi, etc.), le contrôle qualité du produit fini à l'aide des instruments de mesure spécifiques, l'assemblage et le montage des composants mécaniques et des machines.