人類工效學吸收了自然科學和社會科學的廣泛知識內容，是一門涉及面很廣的邊緣學科。在機械工業中，工效學著重研究如何使設計的機器、工具、成套設備的操作方法和作業環境更適應操作人員的要求。
自美國人泰勒開創科學管理以來，工作效能的研究一直是管理工程學的重要組成部分。吉爾布雷斯夫婦首先套用心理學原理進行了動作研究，注意到工人疲勞、工作單調等因素對工效的影響。
第二次世界大戰期間，因各種新式武器的產生，設計人員必須認真考慮操作人員的生理和心理特點，研究如何使機器與人的能力限度和特性相適應，從而產生了工效學。隨後，工效學在各國工業生產中也得到廣泛套用和發展。
1961年，在斯德哥爾摩成立了國際工效學協會。此後，許多國家都成立了工效學的專業研究機構和學術團體，研究成果被納入國家標準，尤其是涉及安全、健康方面的標準往往是強制執行的。因此工效學在發展中逐漸與標準化工作結合起來。
工效學在人-機環境系統的研究中，經歷了人適應機、機適應人、人機相互適應幾個階段，現在又已深入到人、機、環境三者協調的人-機-環境系統。在系統內，從單純研究個人生理和心理特點，發展到研究怎樣改善人的社會性因素。隨著市場競爭的加劇和生產水平的提高，工效學在機械產品的設計和製造中的套用也更加廣泛和深入。
在人-機系統中，人體各部分的尺寸，人的視覺和聽覺的正常生理值，人在工作時的姿勢，人體活動範圍、動作節奏和速度，勞動條件引起工作疲勞的程度，以及人的能量消耗和補充；機器的顯示器、控制器(把手、操縱桿、駕駛盤、按鈕的結構型式和色調等)和其他與人發生聯繫的各種裝備(桌。椅、工作檯等)；所處環境的溫度、濕度、聲響、振動、照明、色彩、氣味等都會影響人的工作效率。而工效學正是研究它們之間的關係的。
工效學還研究人的工作行為和產生行為差異的各種因素，這些因素報括：年齡、性別、個人的智力和文化技術水平、工作興趣和工作動機、性格特點、工作情緒等主觀因素。同時，工效學還研究所處環境、設備性能、工作條件等客觀因素以及人群關係、組織作風等社會性因素。這些因素使人的能力互不相同，對系統的適應程度也各有差異。
工效學還強調人有產生錯誤行為的可能性，良好的人-機-環境系統有助於減少操作人員失誤的客觀因素，並有利於預防和減少由於主觀因素或社會性因素造成的失誤。
為實現人-機-環境系統的整體效果，還需要選擇具有一定素質的操作人員，並給予適當的訓練，使他們學會操作和維護這個系統。操作人員必須遵守操作規程，制訂的操作規程應符合操作人員的生理和心理特點。
工效學在機械工業中已廣泛用於各種產品、設施和生產系統中。例如，在駕駛汽車的人-機-環境系統中，司機首先要了解車外環境(車流、人流、交通信號和標誌、道路條件等情況)和汽車本身運行狀態 (速度、發動機溫度、壓力、油量等儀表顯示的情況)，以確定行車方針和進行適當的操縱。
為使司機駕駛省力、安全和舒適，在設計汽車時應根據人體測量數據和生理、心理負荷反應來考慮司機的座位、各顯示器和操縱機構的設定；適當降低汽車重心，使行駛較為穩定，乘坐舒適。在設計時還應考慮司機在操作中可能失誤或遭受外來車輛的撞擊，應有預防措施，如採用過速自動報警裝置，增設安全帶、緩衝保險槓、不易破碎的擋風玻璃等。
又如改進後的橋式起重機的司機室，將各種操縱桿裝在司機座位的兩側，正前方和兩側都是大玻璃窗，擴大司機的視野並可讓司機坐在座位上操作。操縱桿把手的材料、結構、形狀、位置根據功能選用和設計，使司機憑觸覺就能操作。整個司機室密閉性良好，這樣就能改善不良的操作條件和客觀環境對司機工作效能的影響。
人類工效學的多領域套用：
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