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。
