顶层设计(Top-level design)指的是制定整个系统或工程建设的总体规划与方案，保障系统各项要素之间互相协调，减少后期调整与费用并提高故障率，具有很高的过程化、系统性和战略性，涉及诸多方面如设备选型、系统结构、结构设计、协议、标准等等。顶层设计贯穿于整个系统的实施实践过程中，是保证工程质量和实现技术要求的重要保障。
在我国，全面创新改革面临很多问题，而顶层设计就是去解决其中最为基础的问题。顶层设计要让科技创新与制度创新相辅相成，构建中国留得住、用得起、普惠的现代化国家治理体系，提高全民创新的能力和水平。
顶层设计涉及到多个领域，如生态环境、国民经济、社会民生、安全保障……任何一个具体问题都不是单独存在的，而是与其它领域相互联系的复杂系统，因此制定最佳情况下的顶层设计非常的重要。
顶层设计不是简单地做出一个计划或目标，而是根据全面科学评估，确定阶段性的中长期发展目标，并制定可行的战略行动方案，以保证指导意义。
顶层设计是一个科学系统的工程，需要尽量去避免先入为主的局限性，更多地保证贯通性和综合性，突破瓶颈，创新发展。
