La ingeniería de sistemas es un enfoque interdisciplinar y los medios para asegurar la realización de sistemas exitosos (International Council on Systems Engineering, INCOSE).
La ingeniería de sistemas es un enfoque interdisciplinar que define el conjunto completo de esfuerzos técnicos y de gestión necesarios para transformar el conjunto de necesidades y expectativas del cliente y las restricciones existentes en una solución, y para dar soporte a dicha solución a lo largo de su vida (ISO/IEC/IEEE 24765:2010).
La misión de la ingeniería de sistemas consiste en dirigir el desarrollo de sistemas complejos e integrales. El sistema se define como un conjunto de componentes interrelacionados que trabajan conjuntamente para la consecución de un objetivo común. Un sistema complejo de alta densidad ingenieril consta de varios elementos heterogéneos y de distintos tipos, vinculados entre sí de forma compleja, y requiere la aplicación de la ingeniería de sistemas para la dirección de su desarrollo.
La ingeniería de sistemas se diferencia de las disciplinas tradicionales en que su objeto de consideración es el sistema en su conjunto: le interesan las necesidades del cliente y las condiciones de explotación, dirige la elaboración del concepto del sistema, tiende puentes entre las disciplinas ingenieriles tradicionales y supera la falta de entendimiento entre los distintos especialistas.
La ingeniería de sistemas es parte integrante de la dirección de proyectos, puesto que es necesaria para la planificación y la orientación de los esfuerzos ingenieriles.