לאחר שהסטודנט סיים תואר ראשון בהנדסת מכונות, הוא יהיה מעוניין להתפתח הלאה ולהתמקצע בתחום ויבחר ללמוד אף לתואר השני. המשכורות לבוגרי תואר שני הן גבוהות מאוד אלה המעוניינים להעמיק את הידע שלהם כהנדסאי מכונות, יילמדו את הנדסת מכונות לתואר השני לעומק ויעדכנו את הידע הקיים בתחום זה. לימודי התואר השני מתמשכים בי שנתיים לארבע שנים וישנן מגוון רחב של תכניות לימוד. בישראל ניתן ללמוד לתואר השני בהנדסת מכונות בטכניון, באוניברסיטת תל אביב, ובאוניברסיטת בן גוריון. גם בחו"ל באוניברסיטאות הטכניות כמו בארה"ב או באנגליה ניתן ללמוד לתואר זה.
תכנית הלימודים לתואר שני
תכניות הלימודים לתואר שני בהנדסת מכונות, יכולות להשתנות בין מוסדות הלימוד השונים. ברוב מוסדות הלימוד, הסטודנטים יוכלו לבחור תחום התמחות כמו :במכטרוניקה , רובוטיקה ואנרגיה. תחומים נוספים שהם גם בולטים ניתן למצוא במוסדות השונים כמו: מכניקה של מוצרים, מיקרו מערכות, הנדסה אופטית, הנדסת סביבה, ביו הנדסה, מיקרו וננו אופטיקה ועוד מגוון תחומים. ההכשרה של בוגר בהנדסת מכונות לתואר שני, מכשירה את המהנדסים לעבודה עצמאית ולעבודת צוות עם מהנדסים העוסקים במגוון תחומים כמו: הנדסת תעופה, הנדסה גרעינית, הנדסה אזרחית, הנדסת חומרים, הנדסת מכטרוניקה ורובוטיקה הנדסה רפואית ועוד.
תנאי קבלה לתואר שני בהנדסת מכונות
תנאי הקבלה ללימודי תואר שני בהנדסת מכונות משתנה בין המוסדות השונים אך לרוב, יתקבלו בוגרי תואר ראשון בהנדסת מכונות שסיימו את לימודיהם בממוצע של 80 לפחות. תואר שנח בהנדסת מכונות,{MSC ) הינו תואר מוסמך במדעים שניקרא אף מגיסטר במדעים. יש לעמוד בתנאי הקבלה ולהשלים לימודים אם יש צורך בכך. יש לעמוד בכל חובות התואר שחובות אלה, מתחלקים בין חובות אקדמאים כמו צבירה של נקודות זכות, הגשת עבודות גמר ונוכחות מלאה בשיעורים העומדת בתקנון.