Teknik Mesin adalah suatu disiplin ilmu teknik yang menggabungkan fisika teknik dan prinsip-prinsip matematika dengan ilmu material (bahan) untuk mendesain, menganalisa, dan membuat serta mempertahankan sistem mekanis. Teknik Mesin merupakan salah satu bidang ilmu teknik yang paling tua di dunia. Beberapa bidang ilmu yang menjadi inti dari Teknik Mesin adalah mekanika, dinamika, termodinamika, ilmu material, analisa struktur, dan kelistrikan. Di samping itu, ada sejumlah alat bantu (tool) yang dipergunakan di bidang Teknik Mesin ini, antara lain CAD (computer-aided design), CAM (computer-aided manufacturing). Jurusan Teknik Mesin SMK Tunas Harapan Pati juga menerapkan pembelajaran TEFA, dimana sekolah menerima Job / orderan dari luar yang nantinya akan dikerjakan oleh siswa, dengan tujuan siswa mendapat pengalaman langsung dalam mengerjakan job dari industri.