Функциональное проектирование включает в себя решение трудоемких задач САПР путем моделирования функциональных свойств объектов проектирования и исследования процессов их функционирования.

Основой функционального проектирования является одновариантный анализ объектов проектирования. Одновариантный анализ объектов проектирования сводится к разработке и моделированию задач на различных иерархических уровнях, то есть решению дифференциальных уравнений в частных производных (моделирование на микроуровне), систем обыкновенных дифференциальных уравнений, а также систем нелинейных и линейных алгебраических уравнений (моделирование на макроуровне) /4/. Модели на микроуровне описывают поля механических напряжений и деформаций, электрических потенциалов, давлений, температур и т.д., протекающие в проектируемых объектах.  Модели на макроуровне описывают переходные процессы, статические режимы, частотные характеристики и др. В связи с этим эффективность автоматизации функционального проектирования будет в значительной степени определяться эффективностью методов и алгоритмов для численного решения этих систем, а также используемыми инструментальными системами их решения.

Успешное решение задач одновариантного анализа создает предпосылки для постановки и решения многовариантного анализа, то есть для моделирования свойств и исследования поведения объекта проектирования при изменении его внутренних и внешних параметров. Многовариантный анализ объектов проектирования сводится к разработке и моделированию задач на метауровне, то есть к использованию теории массового обслуживания,  имитационного моделирования и т.д.

Важнейшей задачей функционального проектирования является также решение оптимизационных задач, объединяющих два важных аспекта: постановки задачи и выбора методов ее решения. Оба аспекта носят неформальный характер и базируются на использовании аппарата процедур анализа. Особенность функциональных ММ приводит к необходимости использования современных поисковых методов оптимизации.