以前は、アナログICは人間が手で計算して設計していた。オペアンプなどの基本的な回路がアナログICとして実装されるが、せいぜい10個のトランジスタを集積している程度であった。試行錯誤と余裕を持った設計（素子の配置）をすることでアナログICが製造可能となっていた。既存の設計を流用することで、より複雑なICが構築されていった。1970年代にコンピュータのコストが低くなると、回路設計のシミュレーションソフトウェアが書かれるようになり、人間が計算するよりも正確で実用的な手段となっていった。集積回路のシミュレーションが可能な、よく知られており広く使われている電子回路シミュレータはSPICE（Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis）である。コンピュータによる回路シミュレーションツールが複雑なIC設計を可能にし、アナログASICの設計も実現されるようになった。また、製造前に間違いを検出することも容易になった。また、手で設計していた頃には困難だった洗練されたデバイスモデルや回路解析が可能となり、モンテカルロ法による解析などが実用化された。温度による特性変化や半導体プロセスによる特性変化のシミュレーションも容易となった。以上のように、コンピュータによる回路シミュレーションによってアナログ集積回路設計は格段の進歩を遂げた。
仕様には「MP3フォーマットにエンコードする」とか「IEEE浮動小数点演算を実装」などと簡単に書かれているかもしれない。これらの簡単な記述の背後には数百ページにおよぶ仕様が存在し、数千行のコンピュータコードが存在する。従って、RTLであらゆる場合を想定して正しく機能するよう記述するのは非常に困難である。これに対して様々な技法が用いられている。それらは完全ではないが有効である。論理シミュレーション、形式手法、ハードウェアエミュレーションなどがある。またVerilog HDLのように、ビット幅が違っていてもエラーではないなどといった言語では、記述側で制限を追加するなどしてlint的なチェックを行うという方法もある。市販されているガイドライン本としては「RTL設計スタイルガイド」（Verilog HDL編、VHDL編）がある。ちょっとした間違いでもチップは使い物にならないことがある。Pentium FDIV バグ はごく稀なケースで除算結果を間違うというものであったが、発売後数ヶ月間まで誰もこれに気づかなかった。インテルはチップを無償交換することになったが、これに4億7500万ドルかかったという。
集積回路設計は、主にシリコンを使った半導体上に、トランジスタ、抵抗器、キャパシタといった部品を配置し、それらを金属の配線で接続する。シリコン基板は電導性があるため、個々の部品の絶縁を確保する方法（いわゆる素子分離）が必要とされる。集積回路の素子は一般の部品より非常に小さいため、トランジスタの電力消費、配線抵抗、配線における電流密度といったことに注意を払う必要がある。金属配線におけるエレクトロマイグレーションや極小素子の放電による破損なども考慮される。回路の物理配置も重要であり、性能やノイズの影響、発熱分布、ピン配置といったことと密接に関連する。
分野として、ディジタルICの設計と、アナログICの設計に大きく分けられる。ディジタルICとしては、マイクロプロセッサ、FPGA、メモリ（RAM、ROM、フラッシュメモリなど）、ディジタルASIC、などがある。ディジタル設計で重要なことは、論理的正しさ、回路密度の高さ、回路のレイアウトによるクロック/タイミング信号の効率化などである。アナログICとしては、電源IC、高周波機器のIC、オペアンプ、シリーズレギュレータ、位相同期回路、発振回路、アクティブフィルタ、などがある。アナログ設計で重要なことは、利得、インピーダンス、消費電力といった半導体装置としての物理特性、などである。アナログICでは一般に、パターンのサイズが大きく、密度は重視されないものが多い。現代のICは、膨大な数の素子を集積している。また、製造可能な限界の最小サイズを定めたデザインルールは非常に複雑化しており、一例では2006年現在でルールは600項目以上になっている。さらに、製造結果は完全に予測することは不可能であるため、統計学に扱うことも考慮しなければならない。このような集積回路設計の複雑さと設計の迅速化を求める市場の圧力により、EDA（Electronic Design Automation）の利用が拡大してきた。
集積回路設計（しゅうせきかいろせっけい）の記事では、集積回路の設計について解説する。主な領域を占める電子工学の他、半導体物性等から論理設計など応用分野に応じた各種の知識と技術も必要である。集積回路そのものについては集積回路の記事を参照のこと。
オリンピックをはじめとする国際大会で東ドイツ選手が人口比では考えられないほどの好成績を収め、時にはそれまでの常識を覆すような超人的な世界記録を得るようになると、西側諸国の間からドーピングへの疑念が起こった。これに対し、当時の東ドイツ政府やスポーツ関係者は否定し続けたが、オリンピックの各大会ではドーピング違反による東ドイツ選手の失格者が現れた。ドイツが統一され、東ドイツ体制下での国家や各機関、あるいは個人の行動が改めて調査されると、国際大会での好成績を挙げるための国家による組織的なドーピング行為がトップ選手達や運動能力の高い未成年に対して、同意・強制・無告知など様々な形で行われた事が判明していった。使用薬物としては経口トリナボールがあげられる。また、ドーピングを強要された選手達が健康被害が苦しんでいる事も明かされ、統一後もドイツ各地で競技指導を続けていた旧東ドイツ出身のコーチの多くは強い非難を浴びながらその職を失った。その一部はドイツを離れ、世界各地に職を求めたが、これはドーピング技術の拡散にもつながった。2002年にはドーピング犠牲者援護法が作られ約300人が支援を受けた。また、東ドイツ出身選手に対してドーピングを続けているのではないかという疑いの目が向けられ続けている。現実に、ロシュトック出身で10代前半にベルリンの体育学校でエリート教育を受けた自転車ロードレース競技の男子選手であるヤン・ウルリッヒは、ツール・ド・フランス初のドイツ人優勝者という栄光の一方、アンフェタミンによる出場停止やドーピング疑惑医師との接触による所属チーム解雇などの処分を受けている。なお、現在でも旧東ドイツのチームや選手による世界記録がいくつか残っているが、これについてもドーピングの結果によるものと推測・批判する声が後を絶たず、通常の競技生活では到達不能なものとして一種のアンタッチャブルにされているものもある。その例として、1985年に女子400m走で47秒60を記録したマリタ・コッホ、円盤投の男子でユルゲン・シュルトが1986年に記録した74.08m、円盤投の女子でガブリエレ・ラインシュが1988年に記録した76.80mなどが挙げられる。