公路設計階段是指完成一條公路所進行的外業勘測和內業設計的全部工作。由于涉及面廣、影響因素多，必須經歷一個調查研究范圍由大到小、工作深度由粗到細的過程。

公路設計按照公路的使用性質、技術等級和建設規模，通常分成：一階段、二階段、三階段三種設計方式進行。

1.一階段設計：適用于技術簡單、方案明確的小型建設項目，也稱為一階段施工圖設計。一階段施工圖設計應相應采用一次定測，即不經過初測和初步設計，按照工程可行性研究報告或計劃任務書所確定的修建原則和路線走向方案，在現場進行方案比選與優化，及時完成縱斷面設計、橫斷面設計以及橋涵、防護工程等的布置，以便及時綜合檢查和修改。對地形十分復雜、現場定線很困難的地段，也可先測導線、測繪地形圖進行紙上定線后再實地放線。

2.兩階段設計：公路設計一般都采用兩階段，包括：初測—初步設計—設計概算；定測—施工圖設計—施工圖預算。初步設計根據批復的可行性研究報告、測設合同和初測資料編制；施工圖設計根據批復的初步設計、定測合同和定測資料編制。

3.三階段設計：對于技術上復雜、基礎資料缺乏和不足的建設項目或建設項目中的特大橋、互通式立體交叉、隧道、高速公路和一級公路的交通工程及沿線設計中的機電設備等，必要時采用三階段設計，即：初測—初步設計—設計概算；定測—技術設計—修正概算；補充定測—施工圖設計—施工圖預算。技術設計應根據批復的初步設計、測設合同和定測、詳勘資料編制；施工圖設計應根據批復的技術設計、測設合同和補充定測、補充詳勘資料編制。

公路設計階段，除了按照不同的公路性質、規模和等級進行設計外，近年來，隨著BIM技術的發展與BIM審批政策的出臺，設計院、設計企業完成設計內容后，還需要根據設計圖紙建立三維BIM模型，以便于可視化設計內容，排查圖紙錯誤內容，減少后期返工和浪費。