Пројектовање матрица и калупа обухвата комплексну инжењерску дисциплину која се бави стварањем система алата за производне процесе као што су убризгавање, ливење под притиском и клипно формирање. Иако се термини понекад користе заменљиво, често се односе на различите примене: „калуп“ обично описује алате за обликовање пластике или негвоздених материјала кроз процесе као што је убризгавање, док „матрица“ често означава алате за формирање метала, као што су ливење под притиском или клипно формирање. Процес пројектовања има заједничка основна начела без обзира на примену, почевши од детаљне анализе дизајна делова како би се идентификовали потенцијални проблеми у производњи. Кључни елементи дизајна укључују систем шупљине и средишњег дела који дефинише геометрију производа, систем довода материјала, механизме за избацивање делова и системе за контролу температуре ради управљања топлотним условима. За примену калупа, дизајн се фокусира на понашање тока полимера, компензацију скупљања и оптимизацију канала за хлађење. За ливење под притиском, нагласак је на управљању током течног метала, отпорности на термичку замор и системима вентилације. Дизајн клипних матрица фокусира се на обликовност материјала, размак између чекића и матрице и оптимизацију распореда траке. Савремене методе дизајна интензивно користе напредан CAD/CAE софтвер за 3D моделовање, симулацију производних процеса и структурну анализу. Избор материјала је критичан, при чему се алатни челици бирају на основу захтева производње, потребе отпорности на хабање и разматрања топлотне регулације. Дизајн мора да обухвати и практичне произвођачке аспекте, укључујући лако одржавање, разменљивост компонената и компатибилност са производном опремом. Успешан дизајн матрица и калупа омогућава поуздане производне системе који конзистентно производе компоненте високог квалитета, истовремено оптимизујући производну економију кроз продужени век трајања алата, смањење времена циклуса и минимизацију отпада. Ова инжењерска дисциплина представља кључну везу између дизајна производа и масовне производње у скоро свим производним секторима.