汽車的結構設計，是確定汽車整車、部件(總成)和零件的結構。也就是說，設計師需要考慮由哪些部件組合成整車，又由哪些零件組合成部件。零件是構成產品的最基本的、不可再分解的單元。
毫無疑問，零件設計是產品設計的根基。零件設計時，首先要考慮這個零件在整個部件中的作用和要求；其次，為了滿足這個要求，零件應選用什麼材料和設計成什麼形狀；最後，零件如何與部件中其他零件相互配合和安裝。
1. 材料選擇
按照零件所使用的材料，可分為金屬材料和非金屬材料兩大類。金屬材料又可分為鋼鐵(黑色金屬)材料和有色金屬材料兩大類。汽車所採用的非金屬材料種類繁多。
鋼鐵是汽車上所使用的最重要的材料，佔全車重量的大部分。鋼鐵的主要優點是強度、剛度和硬度高，耐衝擊和耐高溫，因而用於汽車上載荷大、高溫、高速的重要零件。所謂強度高，就是這種材料可承受較大的力而不被破壞；所謂剛度高，就是這種材料可承受較大的力而變形很小。
汽車的零件在工作時，有的零件承受拉力而有伸長的趨勢；有的零件承受壓力而有縮短的趨勢；有的零件承受彎曲力矩而趨於彎曲變形；有的零件承受扭轉力矩。事實上，許多汽車零件的受力比上述例子複雜得多。如汽車變速器的軸就同時承受了拉、壓、彎、扭多種力。
汽車零件不僅是承受靜載荷，而且，由於汽車的行駛隨路況變化，還要承受十分複雜的動載荷。作為設計師，必須充分考慮零件的受力情況，經過周密的計算，確保零件的強度和剛度的數值在允許的範圍內。
2. 零件的形狀
確定汽車零件的形狀，也要花費設計師許多心血。例如，發動機氣缸體的形狀就非常複雜，需要設計氣缸和水套，考慮與氣缸蓋、油底殼的接合，安裝曲軸、進氣管、排氣管和各種各樣的附屬裝置，乃至氣缸體內部細長的潤滑油通道……，所有這些因素都應考慮周全，每個細節均不能遺漏。汽車車身零件的形狀就更特別，既不是常見的平面或圓柱體，也不是簡單的雙曲面或拋物面，而是造型師根據審美要求而塑造的。
在確定零件的形狀時，還需要考慮零件的製造方法，例如零件在工具機上怎樣裝夾定位，刀具怎樣加工，半成品怎樣傳送、堆疊等。
3. 汽車布局
一部汽車的布局元素包括發動機、傳動系統、座艙、行李艙、排氣系統、懸掛系統、油箱、備胎等，其中前三者：發動機、傳動系統和座艙是決定布局的三要素，按這「三要素」可將布局方式分為前置引擎前驅（ff）、前置引擎後驅（fr）、中置引擎（mr）及後置引擎（rr）四大型別，確定布局型別後，其它部件可採用見縫插針的原則。乙個優秀的布局方案應該在使各部件工作良好的基礎上滿足應有的使用功能（如載人、運貨、越野等）。
下面對各種布局方案作簡單介紹：
引擎縱置於車頭，縱向與變速箱相連，經過傳動軸驅動後輪。最早期的汽車絕大部分採用fr布局，現在則主要應用在中、高階轎車。它的優點是軸荷分配均勻，即整車的前後重量比較平衡，因此操控穩定性比較好。
據物理原理的計算，後輪作驅動輪時，輪胎的附著利用率要優於前輪驅動，這是中、大型轎車（馬力、扭力較大）都採用後輪驅動的主要原因。
fr的缺點是傳動部件多、傳動系統質量大，貫穿坐艙的傳動軸佔據了坐艙的地台空間。為了容納傳動軸，凡是採用fr的房車，其後座中間座椅的地台都是隆起來的，大大影響了腳部空間和乘坐舒適性，這可以說是fr的最大缺點。
將引擎橫置在車頭，經過變速箱直接驅動前輪，就可以免去傳動軸，從而解決了fr布局的車廂地台問題。這種方案稱為ff布局（圖b）。ff是目前絕大部分微、小、中型轎車採用的布局方式。
除了車廂地台降低外，ff在操控性方面也具有優勢：由於重心偏前且由前輪產生驅動力，ff的汽車在操控性方面具有明顯的轉向不足特性，這在汽車操控性評價中屬於一種安全的穩態傾向，是民用車的理想特性。抗側滑的能力也比fr強。
但之前也提到ff的驅動輪附著利用率較小，上坡時驅動輪的附著力會減小；前輪的驅動兼轉向結構比較複雜，引擎和傳動系統（變速箱、離合器等）集中在引擎艙內，布局擁擠，侷限了採用大型引擎的可能性。這是大型轎車不採用ff的主要原因。
針對這個問題，近年來出現了縱置引擎的ff布局（以前ff的引擎都是橫置的），從而可以採用較大型的引擎。例如配3.5公升v6引擎的本田legend和2.
8公升v6的奧迪a6，都屬於為數不多的中大型ff轎車。
早期廣泛應用在微型車上，因為其結構緊湊，既沒有沉重的傳動軸，又沒有複雜的前輪轉向兼驅動結構。它的缺點是後軸荷較大，在操控性方面會產生與ff相反的轉向過度傾向，即高速過彎的穩定性差，容易側滑。現在仍採用rr布局的轎車已經很少。
保時捷911是其一，而它極易甩尾的操控特性也是出了名的。
即引擎放置在前、後軸之間的布局方式。最大的優點顯然是軸荷均勻，具有很中性的操控特性。缺點是引擎占去了坐艙的空間，降低了空間利用率和實用性。
因此採用mr的大都是追求操控表現的跑車。
一般的mr布局，引擎是置於座椅之後、後軸之前的，這樣的布局在情理之中；近年出現了一種被稱作「前中置引擎」的布局方式，即引擎置於前軸之後、乘員之前，驅動後輪。從形式上這種布局應屬於fr型別，但能達到與mr一樣的理想軸荷分配，從而提高操控性。寶馬3系列、本田s2000都屬於這種型別。
無論是前置、中置還是後置引擎，都可以採用四輪驅動。由於四個車輪均有動力，附著利用率最高，但重量大、佔空間是它的顯著缺點。此外動力流失率比單軸驅動大。
四輪驅動過去只用於越野車，近年來隨著限滑差速器技術的發展和應用，四驅系統已經能夠精確的調配扭矩在各車輪之間分配，所以出於提高操控性的考慮，採用四輪驅動的高效能跑車也越來越多。
4.設計圖紙
設計師必須把所設計的汽車結構用圖紙表達出來。圖紙是設計師與企業中的工藝師、技工和其他人員交流的「工程語言」。我國頒布了10多項機械製圖的國家標準，規定了繪製機械產品圖紙的方法。
在工科院校還設定專門的課程，訓練學生掌握這種標準的工程語言。圖紙繪製的方法，是按照投影原理並借助於幾個檢視、剖面或區域性放大等，把產品的立體形狀和內部結構詳細而清晰地表達出來。圖紙應按指定的比例繪製並且寫出對產品的技術要求。
零件圖需要詳細地標註出各部分的尺寸。總成圖應清楚地表達零件相互裝配的關係並標註出相關的裝配尺寸。設計一輛汽車，需要繪製數以千計的圖紙。
一些複雜的圖紙，圖面的長度竟達3-5m。在設計時，設計師必須無條件地執行國家制定的有關法規和標準。對於出口的產品，還必須執行外國的標準，如iso(國際標準化組織)、sae(美國汽車工程師協會)、jis(日本工業標準)、eec(歐洲經濟共同體)、ece(歐洲經濟委員會)等標準。
圖紙繪製成後，需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關係編成「組」及其下屬的「分組」號碼。每個部件、每個零件及其圖紙都給定乙個編號，以便於對全部圖紙進行管理。
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