工程机械大修多是恢复其性能的修理，机器经过较长时间的运转后，各主要部件和总成的老化均已达到极限，故应将机器全部进行解体、清洗、检查和修理，使其性能达到出厂时的标准。
工程机械大修前需进行技术鉴定，由使用单位的技术负责人主持，管理、维修和驾驶人员参加，对机器的各部件进行未解体前的压力、流量、温度和扭矩等性能的检测，并审阅技术档案和运转记录等资料，详细考核燃油和润滑油的消耗，并做好详细记录。然后与原生产厂家所提供的有关大修参数加以比较，以确定是否需要大修。
确定工程机械是否需要大修的主要技术状况是：
⑴发动机动力性能指标下降20％以上；机油消耗量超过定额值的1倍以上；发动机的气缸压力在温度达到45℃以上测量时达不到规定指标的60％。
⑵传动机构主要零件磨损达到极限程度，有偏摆、异响、撞击和抖动等现象。
⑶转向机构磨损后间隙过大，操纵失灵；变速器齿轮及轴磨损严重，换挡困难或经常跳挡；制动机构严重磨损，制动性能下降或失效，且无法调整。
⑷机架主体变形或开裂；工作装置磨损严重、操纵失灵；不能完成正常的工作量，或作业精度达不到要求；行走机构严重磨损，无法正常工作。
2.大修方法的选择
工程机械进厂大修时，应对各部分进行分组解体、测量、检查和鉴定，并对各总成的各个部件及发动机的缸套、曲轴等进行磨耗检测，以便得到是否更换的依据。一般对磨损较大的运动件需要更换；对一些不便更换的部件，宜采用焊补、热喷涂、电刷镀和镀铬等工艺恢复其原设计尺寸。未保证质量，需更换的零件应按照要求购买原厂家或指定协作厂家的零配件。
维修方法分为：就车修理和更换总成修理。就车修理法，就是在修理过程中将零件从机器上依次拆下，经过清洗、检测、分类和修复或更换，最后再重新装配，以达到恢复性能的修理方法。就车修理法占用的停机修理时间较长。
更换总成修理法，就是在修理过程中除将原来机架进行整修外，只需将其余已损坏的总成或配件全部拆下，换上已预先准备（或修理）好的总成或配件，而后装配成整机的修理方法。此法可大大减少停机的修理时间，有利于提高修理工效、降低成本和保证维修质量。这也是美国维修制度中最流行的维修方法，这对使用单位提高机械设备完好率、利用率和生产效率有着重要的意义。
3.注意事项。
⑴注意排除安全隐患。大修过程中应注意排除安全隐患，如：调整制动器的间隙、更换磨损了的离合器摩擦片和使驾驶室的座椅能够方便地上下调整，以及排除一些容易引起驾驶和维修人员受伤和机器发生故障的安全隐患。加强驾驶员的劳动保护意识，在进行机器危险性的实验时，周围应留有足够的空间和防护设施（如：挖掘机发动机在进行最大负荷运转实验时易发生解体伤人的事故）。
⑵要进行维修后的技术性能测试。机械设备的修理质量是衡量维修水平的主要指标，是使用单位是否满意和修理单位能否生存发展的关键。机械设备技术性能的测试依据是《机械管理规范》、《机械质量标准》以及原生产厂所提供的主要技术参数。大修后的机械设备要进行技术性能测试，给出大修评价。对已修好出厂的机械设备，在正确使用过程中如发生修理质量问题，维修厂家应及时上门服务，为用户排忧解难。
⑶做好大修后的跟踪服务。建立大修工程机械的维修档案，且修理单位应在一定的期限内保证修后的工程机械能达到规定的使用性能和良好的使用状态。在这一期限内如发生一般故障，经调整后能排除者，应由使用单位自行解决。如由于发生较大的变化。机件损坏，严重的漏油、漏水、漏气及漏电等必须拆开主要部件进行修理时，则应由送修单位通知修理单位共同进行检查，及时修复、以减少停机时间，使大修后的机器能尽量保持在良好的状态下工作。