在設計一個熱交換器時，從收集原始資料開始，到正式繪出圖紙為止，需要進行一系列的設計計算工作，這種計算一般包括下列幾個方面的內容：
(1)熱計算 根據給出的具體條件，例如熱交換器的類型，流體的進、出口溫度，壓力，它們的物理化學性質，在傳熱過程中有無相變等等，求出熱交換器的傳熱系數，進而算出傳熱面積的大小。
（2）結構計算 根據傳熱面積的大小計算熱交換器主要部件和構件的尺寸，例如管子的直徑、長度、根數，殼體的直徑，縱向隔板和折流板的尺寸和數目，分程隔板的數目和布置，
以及連接管尺寸等等。
(3)流動阻力 計算進行流動阻力計算的目的在于為選擇泵或風機提供依據，或者核算其壓降是否在限定的范圍之內。當壓降超過允許的數值時，則必須改變熱交換器的某些尺寸，或者改變流速等。
(4)強度計算 計算熱交換器各部件尤其是受壓部件(如殼體)的應力大小，檢查其強度是否在允許范圍內，對于在高溫高壓下工作的熱交換器，更不能忽視這一步。在考慮強度時，應該盡量采用我國生產的標準材料和部件，按照國家壓力容器安全技術標準進行計算或核算。
在熱交換器向著大型化發展并對傳熱進行強化的情況下，有可能因流體的流速過高而引起強烈的振動，嚴重時甚至可使整個熱交換器遭到破壞。因而在設計熱交換器時，還必須對其振動情況進行預測或校核，判斷有無產生強烈振動的可能，以便采取相應的減振措施，保證安全運行。
