自動化立體倉庫的設計都分幾個主要的階段，每個階段都有其要達到的目標。
1．要了解建庫的現場條件，包括氣象、地形、地質條件、地面承載能力、風及雪載荷、地震情況以及其他環境的影響。
2．在自動化立體倉庫的總體設計中，機械、結構、電氣、土建等多專業相互交叉、相互制約，這就要求第三方物流企業在進行設計時必須考慮到各專業的需要。例如，機械的運動精度要根據結構制作的精度和土建的沉降精度而選定。
3．要制定出第三方物流企業對倉儲系統的投資、人員配置等計劃，以此來確定倉儲系統的規模和機械化、自動化的程度。
4．要對與第三方物流企業倉儲系統有關的其他方面的條件進行調查了解，例如，貨物的來源，連結庫場的交通情況，貨物的包裝，搬運貨物的方法，貨物的最終去向和運輸工具等等。
自動化立體倉庫中還有一種作業方式常被采用，這就是所謂的"自由貨位"方式，即貨物可以就近入庫，特別是對于出入庫頻繁和超長、超重的貨物，應當盡量在到貨和發貨的地點附近作業，這樣做不但可以縮短出入庫時間，還節省了搬運費用。
