게임 디자인(game design)은 게임의 역학(mechanics), 시스템, 규칙 및 게임플레이를 만들고 구체화하는 과정을 가리키는 개념이다. 이 용어는 보드 게임, 카드 게임, 주사위 게임, 카지노 게임, 롤플레잉 게임, 스포츠, 전쟁 게임, 시뮬레이션 게임 등 다양한 유형의 게임에 적용된다. 또한 이미 제작된 게임의 설계 양식이나 설계를 기술한 문서를 가리키는 말로 사용되기도 한다.
게임 디자이너 로버트 주벡(Robert Zubek)은 저서 《Elements of Game Design》에서 게임 디자인을 세 가지 요소로 나누어 정의하였다. 첫째, 게임 역학 및 시스템은 게임 내의 규칙과 객체를 의미한다. 둘째, 게임플레이는 플레이어와 역학 및 시스템 사이의 상호작용을 의미한다. 셋째, 플레이어 경험은 사용자가 게임을 플레이할 때 느끼는 감정을 의미한다. 크리스 크로퍼드(Chris Crawford)는 《Chris Crawford on Game Design》에서 게임플레이를 "플레이어가 하는 것"이라고 요약한 바 있다.
게임 디자인은 개념 설정부터 최종 형태에 이르기까지 게임 개발 과정의 일부를 구성한다. 일반적으로 개발 프로세스는 반복적이며, 테스트와 수정 단계가 반복된다. 디자인 프로세스는 크게 게임 컨셉의 설정, 디자인 단계에서의 메커니즘과 규칙 구체화, 프로토타입 제작과 플레이 테스트의 단계로 나뉜다. 플레이 테스트는 게임 개발의 주요 부분으로, 테스트 과정에서 밸런스 문제가 식별되면 디자인 변경이 이루어지고 이후 다시 테스트가 진행된다.
게임 디자인에 참여하는 역할로는 게임의 컨셉, 핵심 메커니즘, 규칙 및 테마를 창안하는 게임 디자이너, 디자인 세부 사항을 구체화하고 테스트를 감독하는 게임 개발자, 게임의 시각 예술을 창조하는 게임 아티스트 등이 있다. 규모가 큰 게임의 경우 디자이너와 개발자가 별도의 역할을 맡아 팀으로 협력하기도 한다.
게임 디자인의 역사적 측면에서, 많은 고대 게임은 현대적 의미에서 디자인된 것이 아니라 플레이를 통해 시간이 흐르면서 점진적으로 진화한 민속적 과정의 결과물이다. 체스, 바둑, 만칼라 등이 그러한 예에 해당한다. 19세기 후반 상업적 게임 출판이 부상한 이후 게임 디자인은 전문적인 활동으로 자리 잡았다. 기술적 진보는 게임을 위한 새로운 매체를 제공해 왔으며, 이는 게임 디자인의 범위를 확장하는 요인이 되었다.
게임은 엔터테인먼트, 교육, 운동 또는 실험적 목적으로 디자인될 수 있다. 또한 게임 디자인의 요소와 원리는 게임화(gamification)의 형태로 다른 상호작용에 적용되기도 한다. 학계에서 게임 디자인은 게임학(ludology) 분야의 연구 주제에 속한다. 이는 게임이 아닌 상황에서의 전략적 의사결정을 연구하는 게임 이론(game theory)과 구별되는 개념이다.
게임의 유형에 따라 특정한 디자인 이슈가 발생한다. 보드 게임 디자인은 플레이어의 흥미를 유지하는 것을 목표로 하며, 현대 보드 게임 디자인의 발전은 1980년대 독일에서 시작된 "독일식 보드 게임"(유로게임)의 인기 증가와 관련이 있다. 카드 게임 디자인은 무작위성과 숨겨진 정보의 관리에 중점을 둔다. 카지노 게임 디자인은 수학적으로 하우스에 유리하도록 설계되는 것이 핵심 특징이며, 하우스 어드밴티지 최적화와 수익 극대화가 주요 목표 중 하나이다. 테이블톱 롤플레잉 게임의 디자인은 캠페인 세팅, 캐릭터 생성, 게임플레이 규칙의 수립을 포함한다.