方案设计在对隧道所处地区的地形、地质、气象、水文、社会和自然环境以及有关法规调查的基础上，对隧道的总体布局进行全面的考虑；对隧道修建的工程量进行大致的估算；对隧道施工安全性进行认真的分析：对隧道的用途和远期规划进行充分的估量；对环境的影响进行综合的评价，从而确定隧道修筑工程投资经济、技术合理、收益大的方案。这个过程就是方案设计。

平面和纵断面设计隧道平面尽可能采用直线。在必须采用曲线时，应尽可能采用大半径曲线。同时要考虑到洞门位置，以及引线、辅助导坑、通风竖井等辅助设施的位置等。隧道并设或交叉，或接近其他建筑物时，相互间应有足够的距离。洞门是隧道两端的出入口，洞门位置的确定将影响到隧道的长度、线形和施工的难易。

公路隧道纵断面的纵坡，一般在考虑使用要求、施工及排水等条件下尽可能取较平缓的坡度。纵坡坡度的确定，将影响车辆行驶时排出有害气体的数量，施工出碴和运送材料的效率，以及涌水排出的流速等。

净空设计净空是隧道衬砌内轮廓线所包围的空间。主要指标是隧道的宽度和高度。设计公路隧道宽度时，一般是在路线的设计车速和交通量的基础上，根据隧道长度、地质条件、围岩压力、施工难易程度、通风方式、排水等条件确定。公路隧道通常按汽车、自行车和行人同时通过来规划。城市内或市郊附近行人很多的隧道，可将行人与行车分设，山岭地区修建的长大隧道，也可不设人行道。公路隧道净空高度一般由汽车载货的限制高度加上一定的富余量来确定的。隧道断面为适应围岩压力的要求，可采用马蹄形、直墙拱形、圆形、矩形和带仰拱的断面等。

为了给车辆以设计速度安全行驶的最必要的空间，在公路工程技术标准中对公路隧道规定了“建筑限界”。建筑限界的形状和尺寸主要是根据车辆轮廓规定的。通风道及其他附属管线，可利用天棚以上或路面版以下的空间敷设。