Projektiranje kalupa i alata obuhvaća sveobuhvatnu tehničku disciplinu posvećenu stvaranju sustava alata koji se koriste u proizvodnim procesima poput ubrizgavanja, obrade pod tlakom i žigosanja. Iako se pojmovi ponekad koriste izmjenjivo, često se odnose na različite primjene: "kalup" obično opisuje alate za oblikovanje plastike ili neželjeznih materijala kroz procese poput ubrizgavanjem, dok „alat“ često označava alate za operacije oblikovanja metala poput obrade metala pod tlakom ili žigosanja. Postupak projektiranja dijeli osnovna načela bez obzira na primjenu, započinje temeljitom analizom dizajna dijela kako bi se identificirali potencijalni problemi u proizvodnji. Ključni elementi dizajna uključuju sustav šupljine i jezgre koji definira geometriju proizvoda, sustave za vođenje materijala, mehanizme izbacivanja za uklanjanje dijelova te sustave upravljanja temperaturom za kontrolu toplinskih uvjeta. Za aplikacije kalupiranja, dizajn se usredotočuje na ponašanje toka polimera, kompenzaciju skupljanja i optimizaciju kanala za hlađenje. Kod obrade pod tlakom naglasak se pomiče na upravljanje tokom rastopljenog metala, otpornost na toplinsku zamornost i sustave ventilacije. Dizajn žigova fokusira se na oblikovnost materijala, zazor između žiga i matrice te optimizaciju izrezivanja trake. Savremeni pristupi u projektiranju u velikoj mjeri koriste napredni CAD/CAE softver za 3D modeliranje, simulaciju proizvodnih procesa i strukturnu analizu. Odabir materijala je kritičan, a alatni čelici biraju se prema zahtjevima proizvodnje, potrebi otpornosti na habanje i aspektima upravljanja toplinom. Dizajn mora uzeti u obzir i praktične proizvodne probleme, uključujući jednostavnost održavanja, zamjenjivost komponenti i kompatibilnost s proizvodnom opremom. Uspješan dizajn kalupa i alata omogućuje robusne proizvodne sustave koji dosljedno proizvode visokokvalitetne komponente, istovremeno optimizirajući proizvodnu ekonomiju kroz produljeni vijek trajanja alata, smanjeno vrijeme ciklusa i minimizaciju otpada. Ova inženjerska disciplina služi kao ključna veza između dizajna proizvoda i masovne proizvodnje u gotovo svakom sektoru proizvodnje.