每个自动化立体仓库的设计都分几个主要的阶段，每个阶段都有其要达到的目标。
(一)设计前的准备工作1.要了解建库的现场条件，包括气象、地形、地质条件、地面承载能力、风及雪载荷、地震情况以及其他环境的影响。
2.在自动化立体仓库的总体设计中，机械、结构、电气、土建等多专业相互交叉、相互制约，这就要求第三方物流企业在进行设计时必须考虑到各专业的需要。例如，机械的运动精度要根据结构制作的精度和土建的沉降精度而选定。
3.要制定出第三方物流企业对仓储系统的投资、人员配置等计划，以此来确定仓储系统的规模和机械化、自动化的程度。
4.要对与第三方物流企业仓储系统有关的其他方面的条件进行调查了解，例如，货物的来源，连结库场的交通情况，货物的包装，搬运货物的方法，货物的最终去向和运输工具等等。
(二)库场的选择与规划库场的选择和布置对于仓储系统的基建投资、物流费用、劳动条件等都有重要的意义。考虑到城市规划、第三方物流企业的整体运作，自动化立体仓库**选在靠近港口、码头、货运站等交通枢纽，或靠近生产地或原材料产地，或靠近主要的销售市场，这样可以大大地降低第三方物流企业的费用。库场地址是否合理对于环境保护、城市规划等也有一定的影响。
例如，选择在受到交通限制的商业区建立自动化立体仓库，一方面与繁华的商业环境不协调，另一方面要花高价购买地皮。最重要的是，由于受到交通限制，只能每天半夜来运送货物，这显然是极不合理的。
(三)确定仓库形式、作业方式和机械设备参数仓库的形式需要在调查入库货物品种的基础上确定。一般都采用单元货格式仓库，如果存储的货物品种单一或很少，而且货物批量较大，可以采用重力式货架或者其他形式的贯通式仓库。
根据出入库的工艺要求(整单元或零散出入库)来决定是否需要堆垛拣选作业，如果需要拣选作业，再确定拣选作业的方式。在自动化立体仓库中还有一种作业方式常被采用，这就是所谓的"自由货位"方式，即货物可以就近入库，特别是对于出入库频繁和超长、超重的货物，应当尽量在到货和发货的地点附近作业，这样做不但可以缩短出入库时间，还节省了搬运费用。
自动化立体仓库所使用的机械设备有很多种，一般都包括巷道堆垛机、连续输送机、高层货架，自动化程度高的还有自动导向车。在进行仓库的总体设计时，要根据仓库的规模、货物的品种、出入库频率等选择最适合的机械设备，并确定这些设备的主要参数。
(四)确定货物单元形式及规格由于自动化立体仓库的前提是单元化的搬运，所以确定货物单元的形式、尺寸和重量是一个非常重要的问题。它会影响到第三方物流企业对仓库的投资，而且会影响到整个仓储系统的配备、设施等问题。因此，为了合理确定货物单元的形式、尺寸和重量，应根据调查和统计的结果，列出所有可能的货物单元形式和规格，并做出合理的选择。对于那些形状和尺寸比较特殊或者很重的货物，可以单独处理。
(五)确定库容量(包括缓存区)库容量是指在同一时间仓库可容纳的货物单元数，这对自动化立体仓库来说是一个非常重要的参数。由于在库存周期会受到许多预料之外因素的影响，因此库存量的波峰值有时会大大超出自动化立体仓库的实际库容量。除此之外，有的自动化立体仓库仅仅考虑了货架区的容量，而忽视了缓存区的面积，结果造成缓存区的面积不足，使得货架区的货物出不来，库房外的货物进不去。
(六)库房面积与其他面积的分配由于总面积是一定的，而许多第三方物流企业在建造自动化立体仓库时只重视办公、实验(包括研发)的面积，却忽视了库房面积，因此造成了这种局面，即为了满足库容量的需要，只好通过向空间发展来达到要求。但是货架越高，机械设备的采购成本和运行成本也就越高。除此之外，由于自动化立体仓库内**的物流路线是直线形的，但在仓库设计时往往会受到平面面积的限制，造成本身物流路线的迂回(往往是s形，甚至是网状)，这会增加许多不必要的投入和麻烦。
(七)人员与设备的匹配不管自动化立体仓库的自动化程度有多高，具体运作时仍需要一定的人工劳动，因此工作人员的数量要合适。人员不足会降低仓库的效率，太多又会造成浪费。自动化立体仓库采用了大量先进的设备，因此对人员的素质要求比较高，人员素质跟不上，同样会降低仓库的吞吐能力。第三方物流企业需要招聘专门的人才，并对其进行专门的培训。(八)系统数据的传输由于数据传输路径不通畅或数据冗余等原因，会造成系统数据传输速度慢，甚至无法传输的现象，因此要考虑自动化立体仓库内部以及与第三方物流企业上下级管理系统间的信息传递的问题。(九)整体运作能力自动化立体仓库的上游、下游及其内部各子系统的协调，有一个木桶效应的问题，即最短的那一块木板决定了木桶的容量。有的仓库采用了很多的高科技产品，各种设施设备也非常齐全，但是由于各子系统间协调性、兼容性不好，造成整体运作能力比预期差很多。
控制系统技术先进，采用现场控制总线直接通讯的方式，真正做到计算机只监不控，所有的决策、作业调度和现场信息等均由堆垛机、出入库输送机等现场设备通过相互间的通讯来协调完成。● 每个货位的托盘号分别记录在堆垛机和计算机的数据库里，管理员可利用对比功能来比较计算机的记录和堆垛机里的记录，并进行修改，修改可自动完成和手动完成。● 系统软、硬件功能齐全，用户界面清晰，便于操作维护。● 堆垛机有自动召回原点的功能，即无论任何情况，只要货叉居中且水平运行正常时，可按照下达的命令自动返回原点。这意味着操作人员和维护人员可以尽量不进入巷道。●智能的控制系统，可以实现真正的自动盘库功能，避免了以往繁重的人工盘库工作，减轻了仓库管理人员的工作强度，同时保证了出库作业的出错率为零。
自动立体式存储系统的几大特点：
一、节约仓库占地面积，使仓库的空间实现了充分的利用。由于自动化立体仓库采用大型仓储货架的拼装，又加上自动化管理技术使得货物便于查找，因此建设自动化立体仓库就比传统仓库的占地面积小，但是空间利用率大。在发达国家，提高空间的利用率已经作为系统合理性和先进性的重要考核指标。在提倡节能环保的今天，自动化立体仓库在节约占地资源上有着很好的效果，也是必将使未来仓储发展的一大趋势。
二、自动化管理提高了仓库的管理水平。自动化立体仓库采用计算机对货品信息进行准确无误的信息管理，减少了在存储货物中可能会出现的差错，提高了工作效率。同时，立体自动化仓库在入库出库的货品运送中实现机动化，搬运工作安全可靠，减少了货品的破损率，还能通过特殊设计使一些对环境有特殊要求的货品能有很好的保存环境，比如有毒、易爆的货品，也减少了人在搬运货品时可能会受到的伤害。
三、自动化立体仓库可以形成先进的生产链，促进了生产力的进步。专业人士指出，由于自动化立体仓库的存取效率高，因此可以有效地连接仓库外地生产环节，可以在存储中形成自动化的物流系统，从而形成有计划有编排的生产链，使生产能力得到了大幅度的提升。
