工业设计的发展源远流长。早期，工业设计主要围绕产品的实用性展开。随着时代的演进，19 世纪末 20 世纪初，工艺美术运动兴起，开始注重产品的艺术美感与手工艺品质。之后，包豪斯学院的成立，提出 “艺术与技术新统一” 的理念，强调功能主义，为现代工业设计奠定了基础。在二战后，美国经济快速发展，工业设计迎来黄金时期，设计师们将设计与市场紧密结合，如雷蒙・罗维等一批先驱，其设计作品渗透到生活的各个角落。到了当代，随着科技的飞速发展，工业设计不断融合新技术、新理念，如可持续设计、体验设计等，朝着更加多元化、人性化的方向迈进。从初的单纯功能考量，到如今兼顾环保、情感、文化等多方面因素，工业设计的发展反映了人类社会不断进步的需求。
材料与工艺在工业设计中起着举足轻重的作用。不同的材料具有独特的物理和化学性质，决定了产品的质感、强度、耐用性等特性。金属材料坚固耐用，常用于制造机械产品；塑料材料可塑性强、成本较低，广泛应用于日常用品；木材则给人自然温暖的感觉，常用于家具设计。随着科技发展，新型材料不断涌现，如碳纤维、可降解材料等，为工业设计带来更多可能性。同时，精湛的工艺能将设计理念完美呈现。从传统的铸造、锻造、冲压工艺，到现代的 3D 打印、激光切割等先进工艺，每一种工艺都有其特点和适用范围。设计师需根据产品的设计需求，合理选择材料与工艺，以实现产品的性能和外观效果。
材料是产品外观设计的物质基础，不同材料赋予产品独特的质感、触感与视觉效果。金属材料如不锈钢、铝合金，具有坚固耐用、光泽度高的特点，常用于高端电子产品、汽车零部件等，展现产品的科技感与品质感，其冷峻的金属光泽能传达出专业、可靠的形象。
塑料材料种类繁多，具有可塑性强、成本较低的优势，可通过注塑等工艺制成各种复杂造型，广泛应用于日常用品，如塑料玩具、家居装饰品等。塑料还能通过表面处理模仿其他材料的质感，如仿木纹、仿皮革等，丰富产品外观选择。
木材是一种天然材料，给人温暖、自然的感觉，常用于家具、乐器等产品设计，其独特的纹理与质感能营造出温馨、舒适的氛围，体现产品的人文关怀。此外，新型材料如碳纤维、3D 打印材料等不断涌现，为产品外观设计带来更多创新可能，碳纤维的高强度、轻量化特性使产品在保持坚固的同时实现更轻薄的外观设计，而 3D 打印材料可实现复杂、个性化的造型，满足消费者对独特产品外观的需求。
人机工程学在机械设备外观设计中起着至关重要的作用。它致力于使机械设备与操作人员之间达到的协调匹配状态。在操作界面设计方面，按钮、手柄、操纵杆等的位置、大小、形状和触感都要根据人体手部的生理结构和操作习惯进行设计。例如，大型起重机的操作手柄，其形状和尺寸要贴合操作人员的手掌，表面采用防滑材质，方便操作人员在长时间操作过程中舒适、稳定地握持，并且操作力的大小要适中，既保证操作的准确性，又不会让操作人员感到过度疲劳。在设备的可视性设计上，仪表盘、显示屏等信息展示区域要位于操作人员的视野范围内，信息的布局和显示方式要清晰易懂，便于操作人员快速获取关键信息。此外，机械设备的整体高度和操作位置也要考虑操作人员的身高范围，例如，常见的工厂流水线设备，其工作台高度会根据大多数工人的身高进行设计，使工人在操作时能够保持舒适的姿势，减少身体的劳损，提高工作效率，同时也降低了因操作不便导致的风险。