기전공학(機電工學, mechatronics)은 기계공학(mechanics)과 전자공학(electronics)의 융합에서 출발하여, 기계공학, 전기공학, 전자공학, 컴퓨터공학 및 제어공학을 아우르는 학문 분야이다. 기계 시스템과 전기·전자 시스템, 그리고 이를 제어하는 컴퓨팅 기술을 통합적으로 설계하고 구현하는 것을 목표로 한다.
어원적으로 '기전공학'이라는 이름은 기계(mechanics)와 전자(electronics)의 혼성어인 영어 '메카트로닉스(mechatronics)'의 한자식 번역어이다. 메카트로닉스라는 용어는 일본 야스카와 전기(Yaskawa Electric)의 엔지니어였던 모리 테츠로(Tetsuro Mori)에 의해 약 1969년경 처음 사용된 것으로 알려져 있으며, 1971년에 해당 회사에 의해 상표로 등록된 뒤 대중에게 사용권이 공개되면서 전 세계적으로 확산되었다.
기전공학은 단순한 기계와 전자의 결합을 넘어, 제품과 시스템의 성능을 최적화하기 위해 기계 구조, 전자 회로, 제어 이론, 센서·액추에이터, 임베디드 시스템 및 소프트웨어를 상호 연계하는 종합적인 접근 방식을 취한다. 프랑스 표준 NF E 01-010에 따르면, 기전공학은 "제품의 기능성을 개선 및 최적화하기 위해, 제품 설계 및 제조 내에서 기계, 전자, 제어 이론 및 컴퓨터 과학의 시너지 통합을 목표로 하는 접근 방식"으로 정의된다.
기전공학의 주요 하부 분야로는 기계공학(역학, 열유체, 유압·공압 시스템), 전자·전기공학(회로, 반도체, 통신), 컴퓨터공학(프로그래밍, 임베디드 시스템, 사물인터넷), 제어공학(제어이론, 자동제어), 로봇공학, 산업공학(자동화, 생산 시스템) 등이 포함된다.
기전공학이 적용된 대표적인 실용 사례로는 산업용 로봇, 자동차의 ABS(Anti-lock Braking System) 및 크루즈 컨트롤, 카메라의 자동 초점·손떨림 보정 기능, CNC 공작기계, 스마트 제조 설비, 의료 계측 장비 등이 있다. 또한 사물인터넷(IoT) 및 지능형 기계 분야의 발전과 함께 기전공학의 범위는 더욱 확장되고 있다.
한국에서는 기계공학과 전자·제어공학의 융합을 교육하는 학부 및 학과가 다수의 대학에 개설되어 있으며, 관련 전공서적과 연구 자료도 활발히 발간되고 있다. 기전공학 기술은 반도체·디스플레이 제조장비, 자동화 설비, 지능형 로봇 등 제조 산업의 경쟁력을 결정짓는 핵심 기반 기술로 평가된다.
참고로, 기전공학과 밀접하게 관련된 신흥 분야로는 인간과 기계의 융합을 다루는 바이오 메카트로닉스(biomechatronics)와 항공기 전자 시스템을 다루는 항공전자공학(avionics) 등이 있다.
