El diseño de sistemas se refiere a la formulación de especificaciones para el nuevo sistema o subsistema propuesto, de manera que satisfaga los requisitos determinados durante la fase de análisis. Finalmente el diseño de sistemas vendrá a ser una presentación detallada del informe de terminación del análisis de sistemas. El diseño de un sistema de información puede descomponerse en especificaciones físicas y lógicas. El diseño lógico representa los componentes del sistema y sus relaciones mutuas, como aparecerían ante los usuarios. Muestra lo que la solución sistemática hará en contraposición con el modo como lo es en la actualidad implantada físicamente. Describe las entradas y salidas, las funciones de procesamiento a realizar, los procedimientos de negocios, los modelos de datos y los controles.
El diseño físico es el proceso de traducción del modelo lógico abstracto a un diseño técnico específico para el nuevo sistema. Produce las especificaciones reales para el hardware, software y bases de datos físicas, medios de entrada/salida, procedimientos manuales y controles específicos. Proporciona las especificaciones que transforman el diseño lógico abstracto en un sistema de funciones de personas y máquinas.
Cuando el analista esté listo para comenzar a diseñar el nuevo sistema, ya deben estar establecidos ciertos elementos. Debe hacer una definición del problema, información general de antecedentes sobre el área bajo estudio, una idea aproximada de las interacciones dentro del área de estudio y con otras áreas, un buen entendimiento del sistema actual, y un conjunto de requerimientos para el nuevo sistema.
