在工程學中，機構是一種將輸入力和運動轉化為一組所需的輸出力和運動的裝置。 機制通常由移動部件組成，其中可能包括：

• 齒輪和齒輪系；
• 皮帶和鏈傳動；
• 攝像頭和追隨者；
• 鏈接；
• 摩擦裝置，例如剎車或離合器；
• 框架、緊固件、軸承、彈簧或潤滑劑等結構部件；
• 各種機器元件，例如花鍵、銷或鍵。

德國科學家弗朗茨·魯洛 (Franz Reuleaux) 將機器定義為抵抗力物體的組合，這些物體的排列方式使得自然界的機械力可以被迫做功，并伴有一定的確定運動。 在這種情況下，他對機器的使用通常被解釋為機制。

力和運動的組合定義了動力，而機制管理動力以實現一組所需的力和運動。

機制通常是更大過程的一部分，稱為機械系統或機器。 有時，整臺機器可能被稱為一種機制； 例如汽車中的轉向機構或手表的上弦機構。但是，通常，一組多個機構稱為機器。

從阿基米德時代到文藝復興時期，機械裝置被視為由簡單的機械構造而成，例如xxx、滑輪、螺桿、輪軸、楔子和斜面。 Reuleaux 專注于物體，稱為鏈接，以及這些物體之間的連接，稱為運動學對或關節。

要使用幾何學來研究機構的運動，其鏈接被建模為剛體。 這意味著假設連桿中各點之間的距離不會隨著機構的移動而改變——也就是說，連桿不會彎曲。 因此，兩個連接連桿中點之間的相對運動被認為是由連接它們的運動副引起的。

運動副，或關節，被認為是在兩個連桿之間提供理想的約束，例如純旋轉的單點約束，或純滑動的直線約束，以及無滑動的純滾動和有滑動的點接觸 . 機構被建模為剛性連桿和運動副的組合。

Reuleaux 將連桿運動學對之間的理想連接稱為理想連接。 他區分了較高的對，兩個鏈接之間有線接觸，而較低的對，鏈接之間有面接觸。 J. Phillips 表明有很多方法可以構建不適合這個簡單模型的對。

下副：下副是一對元件之間具有表面接觸的理想接頭，如以下情況：

• 旋轉對或鉸接關節要求移動體中的一條線與固定體中的一條線保持共線，并且垂直于移動體中這條線的平面必須與類似的垂直平面保持接觸 固定體內。 這對鏈接的相對運動施加了五個約束，因此為這對鏈接提供了一個自由度。
• 棱柱關節或滑塊要求移動體中的一條線與固定體中的一條線保持共線，并且移動體中與該線平行的平面必須與移動體中的類似平行平面保持接觸 固定的身體。 這對鏈接的相對運動施加了五個約束，因此為這對鏈接提供了一個自由度。
• 圓柱形關節要求移動體中的一條線與固定體中的一條線保持共線。 它結合了旋轉關節和滑動關節。 這個關節有兩個自由度。
• 球形接頭或球形接頭要求移動體中的一個點與固定體中的一個點保持接觸。 該關節具有三個自由度。
• 平面關節要求移動體中的平面與固定體中的平面保持接觸。 該關節具有三個自由度。
• 螺紋接頭或螺旋接頭只有一個自由度，因為滑動和旋轉運動與螺紋的螺旋角有關。

高對：通常，高對是一種約束，需要元素表面之間存在線接觸或點接觸。 例如，凸輪與其從動件之間的接觸是稱為凸輪接頭的高級副。 同樣，形成兩個齒輪嚙合齒的漸開線曲線之間的接觸是凸輪接頭。

運動學圖將機器組件簡化為骨架圖，強調關節并將鏈接簡化為簡單的幾何元素。 該圖也可以通過將機構的鏈接表示為邊并將關節表示為圖的頂點來表示為圖。