소프트웨어 설계는 소프트웨어 시스템이나 응용 프로그램을 개발하기 위한 구조적 계획을 수립하는 과정이다. 이 과정에서는 요구 사항을 기반으로 시스템의 아키텍처, 구성 요소, 모듈 간의 인터페이스, 데이터 구조, 및 주요 기능의 구현 방식을 결정한다. 소프트웨어 설계는 일반적으로 분석 단계 이후에 수행되며, 구현(코딩) 이전의 중요한 단계로 간주된다.
설계 단계에서는 기능 요구사항과 비기능 요구사항(예: 성능, 보안, 유지보수성 등)을 모두 반영하여 시스템이 목표하는 목적을 효과적이고 효율적으로 달성할 수 있도록 기반을 마련한다. 설계 결과물은 설계 문서, 다이어그램(예: UML), 의사코드, 프로토타입 등의 형태로 표현될 수 있다. 대표적인 소프트웨어 설계 원칙으로는 단일 책임 원칙(SRP), 개방-폐쇄 원칙(OCP), 의존 역전 원칙(DIP) 등 객체지향 설계 원칙들이 있으며, 이러한 원칙들은 소프트웨어의 유연성과 재사용성을 높이는 데 기여한다.
소프트웨어 설계는 일반적으로 고수준 설계(High-Level Design, HLD)와 저수준 설계(Low-Level Design, LLD)로 구분되며, HLD는 전체 시스템 구조와 모듈 간 관계를 다루고, LLD은 각 모듈 내부의 세부 로직과 알고리즘을 설명한다.
이러한 관점에서 소프트웨어 설계는 소프트웨어 개발 생명주기(SDLC)에서 핵심적인 역할을 하며, 품질 높은 소프트웨어를 개발하기 위한 필수적인 단계로 인정받고 있다.