工业设计遵循诸多重要原则。需求原则是根本，产品功能需满足客观需求，否则会造成积压浪费，且需求随时间、地点变化，是产品升级的依据。信息原则要求设计师掌握市场、科技、工艺等信息，引导设计。创新原则鼓励在产品外观、色彩、功能等方面创新，但要基于核心功能。系统性原则强调设计师需分清产品主次功能，进行科学设计。收敛原则倡导在发散思维构思方案后，综合信息进行收敛思维。产品优化原则注重对产品测试调试，提升功能、结构和外观。继承原则是批判吸收前人成果，推陈出新。效益原则兼顾技术经济与社会效益。时间原则要求加快设计研制，抢占市场。定量原则在方案评选等环节采用科学定量方法。这些原则共同保障工业设计的科学性与合理性。
人机工程学是工业设计的重要支撑学科。它研究人与产品、环境之间的相互关系，通过对人体尺寸、生理和心理特征的研究，优化产品设计，使产品与人达到匹配状态。在办公家具设计中，依据人体工程学原理设计座椅的高度、靠背的曲线、扶手的位置等，能有效减轻使用者的疲劳，提高工作效率。在交通工具设计中，考虑驾驶员的操作习惯、视野范围以及乘坐者的舒适性，设计出合理的驾驶舱布局和座椅设计。人机工程学的应用，让产品更加符合人体的自然行为模式，提升用户使用产品时的舒适度和性，从而增强产品的用户体验和市场竞争力。
色彩在产品外观设计中具有强大的表现力与感染力。首先，色彩能影响用户对产品的印象。暖色调如红色、橙色通常传达热情、活力与温暖，适合用于促销产品或营造欢快氛围的产品，如儿童食品包装、运动器材等；冷色调如蓝色、绿色则给人冷静、专业、环保的感觉，常用于科技产品、医疗设备等，展现产品的可靠与。
其次，色彩具有文化属性，不同文化对色彩的理解与象征意义各异。在中国文化中，红色代表吉祥、喜庆，常用于传统节日礼品包装；而在西方文化中，白色象征纯洁，常用于婚礼用品。设计师在进行跨文化产品设计时，必须充分考虑色彩的文化差异，避免因误解而影响产品市场接受度。
此外，色彩搭配也是关键。合理的色彩搭配能增强产品的视觉吸引力与层次感。对比色搭配，如红与绿、黄与紫，可创造出强烈的视觉冲击，常用于吸引注意力的产品；相近色搭配，如深蓝与浅蓝、粉红与玫红，则营造出和谐、柔和的氛围，使产品更具亲和力。同时，色彩的明度与纯度变化也能为产品外观增添丰富细节，提升整体质感。
机械设备外观设计的首要原则是功能性。外观设计需紧密围绕设备的功能展开，以提升设备的使用效率与性。例如，工业机床的外观设计要考虑操作流程的便捷性，控制面板应布局合理，各类操作按钮和指示灯的位置需符合人体工程学原理，方便操作人员快速识别与操作，减少误操作的可能性。同时，设备的外形结构要满足其内部机械部件的安装与运行需求，确保设备在稳定运行的同时，易于维护和检修。如一些大型机械设备会设计可开启的外壳或侧板，便于维修人员快速接触到内部关键部件，缩短维修时间，提高设备的可用性。而且，外观设计还需考虑设备的工作环境，如在高温、潮湿或多尘环境下工作的设备，其外壳应具备良好的防护性能，防止外界因素对设备内部造成损害，延长设备使用寿命。