시스템 엔지니어링은 성공적인 시스템의 구현을 가능하게 하는 학문 간 접근법이자 수단이다(국제시스템엔지니어링협의회, INCOSE).
시스템 엔지니어링은 고객의 요구, 기대 및 제약조건의 집합을 해결책으로 전환하고, 그 해결책을 수명 전체에 걸쳐 지원하는 데 필요한 기술적·관리적 노력의 전체 집합을 정의하는 학문 간 접근법이다(ISO/IEC/IEEE 24765:2010).
시스템 엔지니어링의 목적은 복잡하고 통합적인 시스템의 개발을 이끄는 것이다. 시스템은 공통의 목표를 달성하기 위해 함께 작동하는 상호 연관된 구성요소들의 집합으로 정의된다. 복잡한 엔지니어링 집약형 시스템은 서로 복잡한 방식으로 연결된 다양하고 이질적인 여러 요소로 구성되며, 그 개발을 이끌기 위해서는 시스템 엔지니어링의 적용이 필요하다.
시스템 엔지니어링은 전통적인 학문 분야들과 달리 시스템 전체를 대상으로 한다는 점에서 차이가 있다. 즉, 고객의 요구와 운용 조건을 다루고, 시스템 개념의 개발을 이끌며, 전통적인 엔지니어링 분야들을 연결하고, 개별 전문가들 간의 오해를 해소한다.
시스템 엔지니어링은 엔지니어링 작업의 계획 수립과 지휘에 필요하므로 프로젝트 관리의 필수적인 부분이다.