Een samengestelde machine combineert twee of meer eenvoudige machines. Een kruiwagen bestaat uit een hefboom, een wiel en een as. Een fiets bestaat uit wielen, hefbomen en katrollen. Een blikopener bestaat uit een hefboom, een wiel en een wig. De combinatie vermenigvuldigt de kracht, verandert de richting of verhoogt de snelheid op manieren die een enkele eenvoudige machine niet kan.

Eenvoudige machines zijn de meest basale mechanische apparaten: hefboom, wiel en as, katrol, hellend vlak, wig en schroef. Ze ruilen kracht in voor afstand. Met een hefboom kun je een zware last met minder kracht optillen, maar je beweegt de hefboom over een grotere afstand. Een samengestelde machine combineert deze afwegingen. Een takel is een samengestelde katrol die de kracht vele malen vermenigvuldigt. Een tandwieloverbrenging is een samengesteld wiel en as die snelheid en koppel verandert.

Voorbeelden van samengestelde machines

• Fiets: wielen, hendels, katrollen, versnellingen.
• Kruiwagen: hefboom, wiel en as.
• Schaar: twee hefbomen en een wig.
• Kraan: hefbomen, katrollen en tandwielen.
• Roltrap: hellend vlak en katrolsysteem.

Samengestelde machines zijn overal. Een schaar bestaat uit twee hefbomen die met elkaar verbonden zijn door een scharnierpunt. De bladen zijn wiggen. De handvatten zijn de plek waar je kracht uitoefent. Een kraan gebruikt een hefboom om de last op te tillen, een katrol om van richting te veranderen en tandwielen om de kracht te vermenigvuldigen. Het mechanisch voordeel is het product van de voordelen van elke afzonderlijke machine. Een fiets met een versnellingsverhouding van 4 en een wielradius van 0,3 meter heeft een mechanisch voordeel waarmee een fietser hellingen kan beklimmen. Samengestelde machines creëren geen energie. Ze transformeren die. De afweging is altijd kracht voor afstand, of snelheid voor koppel. Dat is de fundamentele regel van de mechanica.