根據膨脹節使用位置、介質成分（腐蝕及沖刷情況）、使用溫度及壓力、安裝要求（安裝長度、連接方式及尺寸限制等）諸多因素對非金屬膨脹節進行整體設計。
選擇結構后，根據膨脹節補償量的要求，設計內部結構（各部件的相對位置、組裝方式等）；如需要防腐，確立膨脹節防腐方案，對膨脹節各部分進行設計，即：非金屬膨脹節的選材及尺寸，金屬構件的材質及尺寸，不同溫度等級下，防塵隔熱層的結構確立、材質選擇等設計工作。
在結構設計上，考慮到耐磨性能，膨脹節采用雙直邊導流筒，防止在膨脹節部位內經發生變化，導致氣體對導流筒的沖刷。