如第1章所述，城市交通設計依托於交通工程學、係統工程、工業設計、城市設計、計算科學、交通環境工程和地區曆史文化等理論，並針對具體交通設計問題進行“量身定製”。
1.交通工程學
城市交通設計屬於交通工程學的範疇。交通工程學是研究交通運輸係統中人、車、路和環境之間的相互關係，揭示人的出行、車輛和貨物移動及與環境之間協調的規律並通過對交通運輸係統的分析、規劃、設計及運營組織和管理等，達到係統的安全、高效、便捷、舒適和低碳，能為各種交通設施使用者提供服務，以支撐引導經濟社會的發展和人類的進步的一門學問。交通工程學的研究始於20世紀30年代，發展於50年代，成熟於20世紀末21世紀初。交通工程學的理論是城市交通設計的核心理論基礎。
2.係統工程
係統工程是從係統總體出發，綜合運用有關學科的理論與方法，求得最優的解決方案，是一項組織管理技術，並強調係統的總體統籌和協調。我國戰國時期修建的都江堰水利工程，至今依舊在灌溉田疇，是造福人民的偉大水利係統工程，是世界係統工程應用的鼻祖和典範。這項工程主要由魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進水口三大部分和百丈堤、人字堤等附屬工程構成，科學地解決了江水自動分流（魚嘴分水堤四六分水）、自動排沙（魚嘴分水堤二八分沙）、控製進水流量（寶瓶口與飛沙堰）等問題，消除了水患，灌溉區域已達40餘個縣。在現代，係統工程的先行者華羅庚教授在20世紀60年代初期就對“統籌方法”進行了係統的研究，並在大慶油田、太原鐵路局、太鋼，以及農業生產中推廣應用，取得了良好效果。我國的“兩彈一星”元勳錢學森教授將係統工程思想應用於***、氫彈和人造地球衛星係統的研製及航天事業，為我國的軍事科學創造了輝煌。城市交通設計也同樣需要係統工程的思想，從係統的整體統籌考慮問題，避免陷入微觀狹域。例如，城市交通體係設計應該統籌城市內部的各種交通方式，而不應該僅著眼於道路；道路交叉口或線路的交通擁堵應該著眼於上遊和周邊替代線路等。
3.工業設計
工業設計被定義為就批量生產的工業產品而言，憑借訓練、技術知識、經驗及視覺感受賦予材料、結構、構造、形態、色彩、表麵加工和裝飾以新的產品和規格。其設計原理是為了達到某一特定目的，利用現代化手段，從構思到實施方案，進行生產和服務的設計過程，特別注重“產品”的功能、用戶需求和行為，以及創造與科技的結合。
設計師f
a
ch在1985年給出的典型工業設計程序是：1需求；2分析；3問題陳述；4概念設計；5定位；6具體設計；7詳細設計；8設計圖紙。
4.城市設計
1973年《雅典憲章》確定了城市的四大功能，即居住、休閑、工作和交通，其中的交通就是人們俗稱的“行”。
城市設計的對象包括空間形態、局部地段、街道、廣場、小區、交通係統、建築物、公共設施、生活小品等。
城市設計的主要內容包括空間形態要素、景觀要素、文化要素的構成設計。
可見，城市交通設計是城市設計的內容之一，包括上述對象和內容。
5.計算科學
盡管城市交通設計是城市設計的內容之一，也與工業設計相關聯，但是城市交通基礎設施特性與城市建築物和工業產品又有不同。不同的城市交通基礎設施具有不同的功能，性格、習慣各異的交通參與者的使用，以及運動特性不同的載運工具的移動，形成帶有智能體和複雜的流（需求），這些流分布於複雜而龐大的交通基礎設施網絡和節點內，適應流的設計需要進行科學的計算。因此，數學計算和計算機仿真等計算科學是城市交通設計的必需，以做到“量體裁衣”的效果。
6.交通環境工程
在環境問題日趨嚴重的今天，低碳和可持續發展成為當今和今後一段時間中的主旋律。因此，節能減排的城市交通設計也成為一個非常重要的要求。環境工程作為城市交通設計的基礎之一，主要在節能和減排。在城市交通設計中，兩者主要體現在城市交通體係設計方麵，即節能減排型交通體係設計。公交優先、tod模式（以公共交通為導向的開發）、城市軌道交通主導、慢行交通係統等是典型的節能減排模式。在減排方麵，優化交通組織和優化信號配時係統等，均能減少停車，提高機動車的平均行駛車速，從而減少尾氣排放。
7.曆史文化
城市都有其曆史文化背景，尤其是我國的曆史文化名城的建設規模大多依據《周禮考工記》設計和建設，新城也具有其曆史文化特點。因此，城市交通設計應該充分尊重和體現對應城市的曆史文化元素，以凸顯地區曆史文化，使得設計具有顯著的地方色彩。此外，城市的色彩也是曆史文化的沉積，例如，春秋戰國時期，秦國鹹陽的黑色、楚國郢城的黃色、齊國臨淄的紅色、燕國薊城的藍色、韓國鄭城的綠色、趙國邯鄲的白色、魏國大梁的褐色，以及近代北京的琉璃瓦色、上海的藍色、廣州的紅色和西安的紫色等。
此外，我國古代的城市和交通網絡是按照陰陽五行的思想設計的，即朱雀（南）、玄武（北）、青龍（東）、白虎（西），天子居中向南，南北中軸大道為朱雀路，城牆北門為玄武門、南門為朱雀門等。
1.交通工程學
城市交通設計屬於交通工程學的範疇。交通工程學是研究交通運輸係統中人、車、路和環境之間的相互關係，揭示人的出行、車輛和貨物移動及與環境之間協調的規律並通過對交通運輸係統的分析、規劃、設計及運營組織和管理等，達到係統的安全、高效、便捷、舒適和低碳，能為各種交通設施使用者提供服務，以支撐引導經濟社會的發展和人類的進步的一門學問。交通工程學的研究始於20世紀30年代，發展於50年代，成熟於20世紀末21世紀初。交通工程學的理論是城市交通設計的核心理論基礎。
2.係統工程
係統工程是從係統總體出發，綜合運用有關學科的理論與方法，求得最優的解決方案，是一項組織管理技術，並強調係統的總體統籌和協調。我國戰國時期修建的都江堰水利工程，至今依舊在灌溉田疇，是造福人民的偉大水利係統工程，是世界係統工程應用的鼻祖和典範。這項工程主要由魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進水口三大部分和百丈堤、人字堤等附屬工程構成，科學地解決了江水自動分流（魚嘴分水堤四六分水）、自動排沙（魚嘴分水堤二八分沙）、控製進水流量（寶瓶口與飛沙堰）等問題，消除了水患，灌溉區域已達40餘個縣。在現代，係統工程的先行者華羅庚教授在20世紀60年代初期就對“統籌方法”進行了係統的研究，並在大慶油田、太原鐵路局、太鋼，以及農業生產中推廣應用，取得了良好效果。我國的“兩彈一星”元勳錢學森教授將係統工程思想應用於***、氫彈和人造地球衛星係統的研製及航天事業，為我國的軍事科學創造了輝煌。城市交通設計也同樣需要係統工程的思想，從係統的整體統籌考慮問題，避免陷入微觀狹域。例如，城市交通體係設計應該統籌城市內部的各種交通方式，而不應該僅著眼於道路；道路交叉口或線路的交通擁堵應該著眼於上遊和周邊替代線路等。
3.工業設計
工業設計被定義為就批量生產的工業產品而言，憑借訓練、技術知識、經驗及視覺感受賦予材料、結構、構造、形態、色彩、表麵加工和裝飾以新的產品和規格。其設計原理是為了達到某一特定目的，利用現代化手段，從構思到實施方案，進行生產和服務的設計過程，特別注重“產品”的功能、用戶需求和行為，以及創造與科技的結合。
設計師f
a
ch在1985年給出的典型工業設計程序是：1需求；2分析；3問題陳述；4概念設計；5定位；6具體設計；7詳細設計；8設計圖紙。
4.城市設計
1973年《雅典憲章》確定了城市的四大功能，即居住、休閑、工作和交通，其中的交通就是人們俗稱的“行”。
城市設計的對象包括空間形態、局部地段、街道、廣場、小區、交通係統、建築物、公共設施、生活小品等。
城市設計的主要內容包括空間形態要素、景觀要素、文化要素的構成設計。
可見，城市交通設計是城市設計的內容之一，包括上述對象和內容。
5.計算科學
盡管城市交通設計是城市設計的內容之一，也與工業設計相關聯，但是城市交通基礎設施特性與城市建築物和工業產品又有不同。不同的城市交通基礎設施具有不同的功能，性格、習慣各異的交通參與者的使用，以及運動特性不同的載運工具的移動，形成帶有智能體和複雜的流（需求），這些流分布於複雜而龐大的交通基礎設施網絡和節點內，適應流的設計需要進行科學的計算。因此，數學計算和計算機仿真等計算科學是城市交通設計的必需，以做到“量體裁衣”的效果。
6.交通環境工程
在環境問題日趨嚴重的今天，低碳和可持續發展成為當今和今後一段時間中的主旋律。因此，節能減排的城市交通設計也成為一個非常重要的要求。環境工程作為城市交通設計的基礎之一，主要在節能和減排。在城市交通設計中，兩者主要體現在城市交通體係設計方麵，即節能減排型交通體係設計。公交優先、tod模式（以公共交通為導向的開發）、城市軌道交通主導、慢行交通係統等是典型的節能減排模式。在減排方麵，優化交通組織和優化信號配時係統等，均能減少停車，提高機動車的平均行駛車速，從而減少尾氣排放。
7.曆史文化
城市都有其曆史文化背景，尤其是我國的曆史文化名城的建設規模大多依據《周禮考工記》設計和建設，新城也具有其曆史文化特點。因此，城市交通設計應該充分尊重和體現對應城市的曆史文化元素，以凸顯地區曆史文化，使得設計具有顯著的地方色彩。此外，城市的色彩也是曆史文化的沉積，例如，春秋戰國時期，秦國鹹陽的黑色、楚國郢城的黃色、齊國臨淄的紅色、燕國薊城的藍色、韓國鄭城的綠色、趙國邯鄲的白色、魏國大梁的褐色，以及近代北京的琉璃瓦色、上海的藍色、廣州的紅色和西安的紫色等。
此外，我國古代的城市和交通網絡是按照陰陽五行的思想設計的，即朱雀（南）、玄武（北）、青龍（東）、白虎（西），天子居中向南，南北中軸大道為朱雀路，城牆北門為玄武門、南門為朱雀門等。