工程系统是指规模庞大、关系复杂、由许多紧密联系且相互配合的部分组成的大型工程。这包括各个分系统、各个环节和各种资源；它们紧密关联，具有系统性。工程系统包括工程、系统两个方面，互为补充、缺一不可。并非一切工程都有系统性，也并非一切系统都是工程。
系统工程是对工程系统的目标及其实现措施进行整体研究，并对工程系统进行建造及运营的过程。系统工程不仅要构建一个客观存在的工程系统实体，还要使之实现运营。工程系统实施的约束条件，往往包括最少的投入、最短的时间、最小的风险以及最好的性能。这也是系统工程产生的原因。例如北斗工程、嫦娥工程都是一个大型的工程系统；而实施北斗工程、嫦娥工程，实现其既定目标，使其成功运营则是系统工程。实施北斗工程的系统工程，不仅要完成北斗星座组网，还要能长期稳定高效地运行，为人们提供服务。
工程系统与系统工程是伴生关系。在需求方提出大型工程的目标后，在产生一个工程系统的同时也伴生了相应的系统工程。二者同时产生、共同发展。工程系统和系统工程是实现大型工程目标的两个支柱。前者侧重于技术保障，后者侧重于管理保障。