六西格瑪設計有自己的流程，就像六西格瑪改進中的六西格瑪改進流程一樣，只是目前沒有統一的模型。到目前為止，六西格瑪設計改進主要有:DMADV過程(定義、測量、分析、設計、驗證)、DMADOV過程(定義、測量、分析、設計、優化、驗證)、IDDOV過程(識別、定義、開發、優化、驗證)、DCCDI過程(定義、識別、分析、驗證)總的來說，這些設計過程中使用的主要工具和方法可以分為三類:
1、客戶需求獲取和分析工具方法
主要有質量功能展開(QFD)、標桿管理、卡諾分析、通用矩陣、頭腦風暴等。
2.系統概念設計相關工具和方法
主要有發明問題解決理論(TRIZ)、失效模式與影響分析(FMEA)、公理設計、可靠性設計、設計記分卡、風險矩陣等。
3.穩健性和優化設計以及模擬和預測工具。
主要有實驗設計(DOE)、田口穩健設計、響應面法、優化操作(EVOP)、統計過程控制(SPC)、蒙特卡羅模擬等。
