在设计一个热交换器时，从收集原始资料开始，到正式绘出图纸为止，需要进行一系列的设计计算工作，这种计算一般包括下列几个方面的内容：
（1）热计算根据给出的具体条件，例如热交换器的类型，流体的进、出口温度，压力，它们的物理化学性质，在传热过程中有无相变等等，求出热交换器的传热系数，进而算出传热面积的大小。
（2）结构计算根据传热面积的大小计算热交换器主要部件和构件的尺寸，例如管子的直径、长度，根数，壳体的直径，纵向隔板和折流板的尺寸和数目，分程隔板的数目和布置，以及连接管尺寸等等。
（3）流动阻力计算进行流动阻力计算的目的在于为选择泵或风机提供依据，或者核算其压降是否在限定的范围之内。当压降超过允许的数值时，则必须改变热交换器的某些尺寸，或者改变流速等。
（4）强度计算计算热交换器各部件尤其是受压部件（如壳体）的应力大小，检查其强度是否在允许范围内，对于在高温高压下工作的热交换器，更不能忽视这一步。在考虑强度时，应该尽量采用我国生产的标准材料和部件，按照国家压力容器安全技术标准进行计算或核算。
在热交换器向着大型化发展并对传热进行强化的情况下，有可能因流体的流速过高而引起强烈的振动，严重时甚至可使整个热交换器遭到破坏。因而在设计热交换器时，还必须对其振动情况进行预测或校核，判断有无产生强烈振动的可能，以便采取相应的减振措施，保证安全运行。
