Kỹ thuật hệ thống là một cách tiếp cận liên ngành và là phương tiện để hiện thực hóa các hệ thống thành công (Hội đồng Quốc tế về Kỹ thuật Hệ thống, INCOSE).
Kỹ thuật hệ thống là một cách tiếp cận liên ngành xác định toàn bộ tập hợp các nỗ lực kỹ thuật và quản lý cần thiết để chuyển đổi một tập hợp các nhu cầu, kỳ vọng và ràng buộc của khách hàng thành một giải pháp, đồng thời hỗ trợ giải pháp đó trong suốt vòng đời của nó (ISO/IEC/IEEE 24765:2010).
Mục đích của kỹ thuật hệ thống là định hướng cho việc phát triển các hệ thống phức tạp, tích hợp. Hệ thống được định nghĩa là một tập hợp các thành phần có liên quan với nhau, cùng phối hợp hoạt động để đạt được một mục tiêu chung. Một hệ thống kỹ thuật phức tạp bao gồm nhiều thành phần không đồng nhất, đa dạng, liên kết với nhau theo cách phức tạp và đòi hỏi phải áp dụng kỹ thuật hệ thống để định hướng cho quá trình phát triển của nó.
Kỹ thuật hệ thống khác với các ngành kỹ thuật truyền thống ở chỗ đối tượng của nó là hệ thống như một tổng thể: nó quan tâm đến nhu cầu của khách hàng và điều kiện vận hành, định hướng cho việc phát triển khái niệm hệ thống, kết nối các ngành kỹ thuật truyền thống, và khắc phục những hiểu lầm giữa các chuyên gia riêng lẻ.
Kỹ thuật hệ thống là một bộ phận không thể tách rời của quản lý dự án, vì nó cần thiết cho việc lập kế hoạch và định hướng các nỗ lực kỹ thuật.