Mehaaniline töötlemine on protsess, mis kasutab töötlemismasinat tooriku omaduste või mõõtmete muutmiseks. See jaotatakse külm- ja kuumtöötlemiseks sõltuvalt töödeldava detaili temperatuurist, kui see on töötlemiseks valmis. Seda tuntakse külmtöötlusena, kuna see toimub tavaliselt toatemperatuuril ega põhjusta tooriku keemilisi ega faasimuutusi. Mõiste "kuumtöötlemine" viitab töötlemisele, mis toimub töödeldava detaili normaalsest temperatuurist kõrgemal või madalamal ja mille tulemuseks on keemilised või faasimuutused. Vastavalt erinevatele töötlemismeetoditele võib külmtöötlemise jagada lõikamiseks ja survetöötlemiseks. Termilise töötlemise näited on sepistamine, valamine, keevitamine ja kuumtöötlus. Lisaks kasutatakse montaaži ajal sageli külmkuumtöötlust. Näiteks laagri kokkupanemisel soojendatakse välimist rõngast sobivalt, et oma suurust suurendada, enne kui see ühendatakse sisemise rõngaga, mida sageli jahutatakse vedelas lämmastikus, et vähendada selle suurust. . Samuti soojendatakse rongi ratta välimist rõngast, et see aluspinnale kinnitada, ja selle jahutamine võib tagada kombinatsiooni tugevuse.
Täppiskeevitus, metallide liimimine, metalli tõmbamine, plasma lõikamine, raske mehaaniline töötlemine, rullvormimine, lehtmetalli painutamine, stantsimine, veejoaga lõikamine ja laserlõikamine on kõik töötluse näited.
Töötlemise täpsem määratlus on osade loomise protsess spetsiaalsete mehaaniliste tööriistadega, nagu treipingid, freesmasinad, puurmasinad, veskid, mulgustamismasinad ja survevalumasinad. Laiemas mõttes on mehaaniline töötlemine toodete loomise protsess mehaaniliste vahenditega.