تصميم الحمض النووي هو عملية توليد مجموعة تسلسلات لقواعد الحمض النووي التي ترتبط لتعطي البنية المطلوبة. يعد تصميم الحمض النووي أساسيًا في مجالي التقنية النانوية للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين وحوسبة الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين. تعود أهميته لوجود العديد من التسلسلات المحتملة لسلاسل الحمض النووي التي سوف تطوى لتكوين بنية ثانوية معينة، ولكن العديد من هذه التسلسلات سيكون لها تآثرات إضافية غير مرغوبة ويجب تجنبها. بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من اعتبارات البنية الثالثية التي تؤثر على اختيار البنية الثانوية لتصميم معين.
لتصميم الحمض النووي أهداف مماثلة لتصميم البروتين: في كليهما، يُصمم تسلسل المونوميرات (أحاديات القسيمة) بشكل منطقي بتفضيل البنية المطوية أو المرتبطة المرغوبة وعدم تفضيل البنى البديلة. مع ذلك، تتميز عملية تصميم الحمض النووي بكونها أبسط من الناحية الحسابية، نظرًا لأن بساطة اقتران القواعد بحسب نموذج واطسون-كريك تؤدي إلى طرق بسيطة مبنية على الحدس المهني تنتج تصاميم قوية تجريبيًا. تتطلب النماذج الحسابية لطي البروتين معلومات حول البنية الثالثية بينما قد يعمل تصميم الحمض النووي إلى حد كبير على مستوى البنية الثانوية. مع ذلك، تعد بنى الأحماض النووية أقل تنوعًا من البروتينات في وظائفها.
يمكن اعتبار تصميم الحمض النووي العملية المعاكسة للتنبؤ ببنية الحمض النووي. في التنبؤ بالبنية، يتم تحديد البنية من تسلسل معروف، بينما في تصميم الحمض النووي، يتم إنشاء تسلسل يشكل بدوره البنية المطلوبة.