การออกแบบอัลกอริทึม เป็นการออกแบบลำดับขั้นตอนการทำงานของโปรแกรม หรือเพื่อแก้ปัญหาซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ คือ การใช้รหัสลำลอง และการใช้ผังงาน  องค์ประกอบและหลักการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์มีขั้นตอนการทำงานตั้งแต่ระดับพื้นฐานไปจนกระทั่งการทำงานที่มีความซับซ้อน การเข้าใจการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ จะทำให้สามารถใช้งานระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพและเป็นขั้นตอน อีกทั้งในการพัฒนาระบบจะต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของคอมพิวเตอร์ สามารถออกแบบอัลกอริทึมโดยใช้แนวคิดเชิงคำนวณและใช้ซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการเขียนโปรแกรม เช่น Scratch, python, java, c ในการแก้ปัญหาหรือประยุกต์ใช้งานในชีวิตประจำวันได้

       การแก้ปัญหาจากการทำงานหรือในชีวิตประจำวันของแต่ละบุคคลมีขั้นตอนและใช้เวลาที่แตกต่างกันเพื่อช่วยให้การแก้ปัญหามีประสิทธิภาพ สามารถปฏิบัติตามขั้นตอนการแก้ปัญหา 4 ขั้นตอน ได้แก่ การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา การวางแผนการแก้ปัญหา การดำเนินการแก้ปัญหา และการตรวจสอบและประเมินผล

กระบวนการแก้ปัญหาเป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อแก้ปัญหาจากการทำงานหรือชีวิตประจำวัน การพัฒนาโปรแกรมโดยใช้ภาษาไพทอน สามารถนำไปสร้างโปรแกรมที่มีการรับค่าข้อมูลประมวลผลข้อมูล แสดงผลข้อมูล รวมถึงการใช้ตัวดำเนินการ หรือคำสั่งที่ใช้สำหรับการทำงานที่มีทางเลือกและวนซ้ำ เพื่อใช้ในการแก้ปัญหาอย่างง่ายได้ โดยนำความรู้เรื่องชนิดข้อมูล ค่าคงที่ และตัวแปร มาเป็นส่วนประกอบในการวิเคราะห์ประเภทของข้อมูลเข้า ข้อมูลออก เพื่อนำมาประมวลผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

       ตัวดำเนินการบูลีน เป็นตัวดำเนินการสำหรับตรวจสอบเงื่อนไข ตัวดำเนินการประเภทนี้จะใช้กระทำกับตัวถูกดำเนินการที่เป็นนิพจน์ทางตรรกศาสตร์ หรือข้อมูลบูลีน ตัวดำเนินการประเภทนี้ ได้แก่ AND OR และ NOT โดย NOT จะกระทำกับตัวถูกตัวดำเนินการตัวเดียว ส่วนตัวดำเนินการตัวอื่น ๆ จะกระทำกับตัวถูกดำเนินการสองตัว

การวนซ้ำด้วยคำสั่ง while เหมาะกับการวนซ้ำที่ไม่ทราบจำนวนรอบที่แน่นอน ใช้กาตรวจสอบเงื่อนไขก่อนเริ่มทำงานแล้ววนซ้ำไปจนกว่าเงื่อนไขเป็นเท็จ หรือยกเลิกการวนซ้ำด้วยคำสั่ง break

การเขียนโปรแกรมที่มีหลายทางเลือกอาจใช้คำสั่ง if-else ซ้อนกัน (nested if) จนครบทางเลือกที่ถูกออกแบบไว้ นอกจากนี้ในภาษาไพทอนมีคำสั่ง if-elif-else ซึ่งจะช่วยให้สะดวกขึ้น

ฟังก์ชัน (function) เป็นโปรแกรมย่อยที่เขียนขึ้นเพื่อให้ทำงานเฉพาะตามที่กำหนด โดยมีการนิยามชื่อที่ใช้สำหรับอ้างอิงแทนโปรแกรมย่อยนั้นเพื่อให้สามารถเรียกทำงานได้ตามต้องการ ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเรียกใช้ฟังก์ชันได้สะดวกโดยไม่ต้องเขียนชุดคำสั่งนั้นซ้ำ ๆ กันอีก ทำให้การเขียนโปรแกรมขนาดใหญ่ทำได้รวดเร็ว และตรวจสอบความถูกต้องของโปรแกรมได้ง่ายขึ้น

ภาษาสำหรับเขียนโปรแกรมส่วนใหญ่จะมีฟังก์ชันให้เรียกใช้งาน 2 แบบ คือ ฟังก์ชันที่มีมากับภาษานั้นและสามารถเรียกใช้ได้ทันที (standard function) อีกแบบหนึ่งคือ ฟังก์ชันที่ผู้เขียนโปรแกรมสร้างขึ้นเองเพื่อใช้งาน (defining function)