변수라는 용어는 일정한 값으로 고정되어 있지 않고 변할 수 있는 인자(factor)를 지칭한다. 예를 들어 고층 건물을 설계할 경우, 이 건물의 층수가 아직 결정되지 않은 단계라면 건물의 층수는 변수가 될 것이다. 하지만 이미 완공되어 있는 어떤 건물의 층수는 변수에 해당되지 않는다. 한편, 어떠한 현상이나 물체의 거동 혹은 성능은 수 많은 인자(factor)들의 영향을 받는다. 이러한 인자들 중에서는 변할 수 있는 것들과 일정한 값으로 고정되어야만 하는 것들로 나눌 수 있다.
어떠한 제품을 설계할 경우, 전자에 해당되는 인자들을 변수라고 부르고 후자에 해당되는 인자들을 제약 조건이라고 부른다. 변수들 중에서도 특별히 제품의 성능에 지대한 영향을 미치는 변수들을 설계변수라고 부르고, 제품 설계는 이러한 설계변수들을 결정하는 작업이라고 볼 수 있다. 참고로 동일한 제품을 설계하는 경우에 있어서도 목표로 하는 성능이 달라지면 설계변수도 달라지게 마련이다.
예를 들어, 전자제품을 설계할 경우 제품의 가격을 낮추는 것이 목표라면 구성 부품의 재료비, 제조 경비, 영업 경비 등이 주요한 설계변수가 될 것이다. 하지만 제품의 가격보다는 제품의 품질이 목표라면 구성 부품의 품질, 설계 및 제조 기술 등이 주요한 설계변수가 될 것이다. 주어진 조건 하에서 제품이 발휘할 수 있는 최고의 성능을 목표로 최적의 설계변수들의 조합을 결정하는 것을 특별히 최적설계(optimum design)라고 부른다.
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