金屬波紋管設計的理論基礎是板殼理論、材料力學、計算數學等。波紋管設計的參數較多，由于波紋管在系統中的用途不同，其設計計算的重點也不一樣。例如，波紋管用于力平衡元件，要求波紋管在工作范圍內其有效面積不變或變化很小；用于測量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的；用于真空開關管作真空密封件，要求波紋管的真空密封性、軸向位移量和疲勞壽命；用于閥門作密封件，要求波紋管應具有一定的耐壓力、耐腐蝕、耐溫度、工作位移和疲勞壽命。
      根據波紋管的結構特點，可以把波紋管當作圓環殼、扁錐殼或圓環板所組成。設計計算波紋管也就是設計計算圓外殼、扁錐殼或圓環板。
      波紋管設計計算的參數為剛度、應力、有效面積、失穩、允許位移、耐壓力和使用壽命。其中，波紋管的軸向剛度設計計算有能量法、經驗公式、數值法、攝動法、數值積分的初參數法、積分方程法、攝動有限單元法。