非标设备的生产都是以单件进行小批量生产，对相关的设计人员，有着经验和技术上的要求。非标设备在设计方面，主要采用非标设备中国标准体系和标准体系，遵循“一次薄膜应力或直接应力不得超过许用应力”的原则，在系数上非标设备的设计主要考虑应力集中及其类型、应力评估方法的复杂程度、材料的不均匀性、几何因素、焊接接头中存在的缺陷等因素。
在进行非标设备的设计工作时，除了要考虑从设计是否满足客户和生产需求外，还要考虑非标设备的结构是否合理，是否稳定、易于加工制造和安装维护，为此，设计人员要严格执行有关标准规范，了解非标设各的工艺要求、物理参数以及功能等，还要进行多方案的比选，以确定方案。另一方面，设计人员要重视非标设备零部件设计的合理性，在进行设计时，要校核零件是否满足刚度、强度等方面的要求，还要合理选择零件的材料、配合种类以及加工方法。
随着经济全球化的不断推进， 我国制造业在获得良好发展机遇的同时也面临着激烈的国际竞争， 使其发展面临着更大挑战。 非标设备制造在制造业发展中有着突出地位， 对我国制造业以及经济发展也有重要作用， 所以对其进行研究有着极强的理论价值和实践意义。
可以通过设计一些特殊的机器得以解决的问题叫做非标机械设计。企业有时在生产实践的某些环节会遇到一些特殊问题，且这些问题成了提高劳动生产率的瓶颈。如果这些瓶颈问题可以通过设计一些特殊的机器得以解决的话，这对于企业无疑是一种福音。这一福音之源便是机械设计领域的一个分支——非标机械设计。