顶层设计包括3个方面的特征：一是顶层决定性，顶层设计是自高端向低端展开的设计方法，核心理念与目标都源自顶层，因此顶层决定底层，高端决定低端；二是整体关联性，顶层设计强调设计对象内部要素之间围绕核心理念和顶层目标所形成的关联、匹配与有机衔接；三是实际可操作性，顶层设计的基本要求是表述简洁明确，设计成果具备实践可行性，因此顶层设计成果应是可实施、可操作的。

顶层设计一般包括需求分析、结构设计和评估验证三个阶段。①需求分析是指运用有效的方法与技术，对目标系统进行需求获取、描述、分析和检验，确定系统的业务需求、信息需求、系统需求和技术需求等内容。需求分析不是简单地复制用户期望、满足需要的准确记录，而是要在解决精确性问题基础上，解决正确性和前瞻性问题，体现业务与技术、简单与复杂、现实与未来的有机结合，发现并解决问题，创新应用。②结构设计一般包括业务架构、信息架构、系统架构和技术架构的设计等内容。结构设计从根本上保证顶层设计的质量，提高系统开发效率。业务架构以业务战略为顶点，以各主要业务为主线，以各种辅助业务为支撑，以人流、物流、资金流、信息流等联络各业务线，构成贯彻业务战略的基本业务模型。信息架构将业务实体抽象成信息对象，建立信息模型，描述信息存储、处理、加工、应用的信息流，从信息角度分析信息的集成、共享和高效利用等，进而实现业务流程的优化和重组。系统架构以业务架构和信息架构为基础，规划设计业务系统如何连接和互操作及特定系统内部结构和运行模式，实现系统整体的高效运转。技术架构是规划和说明系统底层技术基础结构，提供了系统实现的技术指南。③评估检验是评价、验证顶层设计结果，以确保其正确性。评价顶层设计，是为了保证顶层设计结果的准确性；验证顶层设计，是为了保证顶层设计结果的有效性。顶层设计评价的内容包括：一致性、完备性、优先级、可维护性、可跟踪性等。顶层设计验证包括回溯评价和追溯评价。前者是验证下一层的内容能否保证上一层的要求；后者是为了评估在人、财、物和技术等方面的条件是否具备。

顶层设计是运用系统论的方法，从全局的角度，对系统的各方面、各层次、各要素统筹规划，以集中有效资源，高效快捷地实现目标。随着中国社会经济的发展，各个领域的系统问题变得愈加复杂、要素关联愈加多样，对从全局、顶层角度考虑总体设计的需求越来越强。顶层设计在国家治理、经济宏观调控、公共交通规划、国防建设等各个领域都得到广泛应用。