管道波紋管作為彈性密封零件，首先要滿足強度條件，即其最大應力不超過給定條件下的許用應力。許用應力可由極限應力除以安全系數得出。根據波紋管的工作條件和對它的使用要求，極限應力可以是屈服強度，也可以是波紋管失穩時的臨界應力，或者是疲勞強度等。要計算波紋管最大工作應力必須分析波紋管管壁中的應力分布。

管道波紋管設計的理論基礎是板殼理論、材料力學、計算數學等。管道波紋管設計的參數較多，由于管道波紋管在系統中的用途不同，其設計計算的重點也不一樣。例如，用于力平衡元件，要求波紋管在工作范圍內其有效面積不變或變化很小；用于測量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的；管道波紋管用于真空開關管作真空密封件，要求波紋管的真空密封性、軸向位移量和疲勞壽命；用于閥門作密封件，要求波紋管應具有一定的耐壓力、耐腐蝕、耐溫度、工作位移和疲勞壽命。根據管道波紋管的結構特點，可以把波紋管當作圓環殼、扁錐殼或圓環板所組成。設計計算管道波紋管也就是設計計算圓外殼、扁錐殼或團環板。

計算管道波紋管的參數為剛度、應力、有效面積、失穩、允許位移、耐壓力和使用壽命。

管道波紋管從材質上可分為金屬和非金屬兩種。

1.金屬波紋管是由構成其工作主體的波紋管（一種彈性元件）和端管、支架、法蘭、導管等附件組成，屬于一種補償元件。利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形，以吸收管線、導管、容器等由熱脹冷縮等原因而產生的尺寸變化，或補償管線、導管、容器等的軸向、橫向和角向位移，也可用于降噪減振，在現代工業中用途廣泛。

2.非金屬波紋管可以補償管道軸向、橫向、角向位移，具有無推力、簡化支座設計、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點，特別適用于熱風管道及煙塵管道。