Thiết kế trò chơi đua xe là một quy trình chuyên biệt kết hợp giữa chuyên môn kỹ thuật, tầm nhìn sáng tạo và hiểu biết về tâm lý người chơi nhằm tạo ra những trải nghiệm đua xe hấp dẫn, cân bằng và nhập vai trên nhiều nền tảng (máy console, máy tính cá nhân, thiết bị di động, máy trò chơi điện tử arcade). Quy trình thiết kế này bao gồm cơ chế phương tiện, xây dựng đường đua, thẩm mỹ hình ảnh, hệ thống gameplay và giao diện người dùng, với mục tiêu mang lại trải nghiệm liền mạch thu hút đối tượng người chơi mục tiêu — dù là người chơi giải trí, người yêu thích đua xe hay game thủ cạnh tranh. Cốt lõi của thiết kế trò chơi đua xe là việc xác định 'cảm giác' của trò chơi, ám chỉ cách mà các phương tiện vận hành và phản hồi đầu vào từ người chơi. Điều này đòi hỏi điều chỉnh động cơ vật lý để cân bằng giữa tính chân thực và sự thú vị: những trò chơi chân thực (ví dụ như "Gran Turismo") mô phỏng phân bố trọng lượng, độ bám lốp và khí động học, trong khi các trò chơi theo phong cách arcade (ví dụ như "Mario Kart") sử dụng vật lý đơn giản hóa và phóng đại để dễ điều khiển và thực hiện các pha nguy hiểm. Cảm giác phải phù hợp với đối tượng người chơi mục tiêu của trò chơi — người chơi chuyên nghiệp có thể đòi hỏi độ chính xác cao, trong khi người chơi giải trí thường thích sự dễ tiếp cận. Thiết kế đường đua là yếu tố quan trọng, với bố cục thách thức người chơi nhưng không gây thất vọng. Đường đua bao gồm sự kết hợp giữa đoạn thẳng, khúc cua (cua gấp, vòng cung rộng), thay đổi độ cao (đồi, dốc nhảy) và chướng ngại vật (hàng rào, vật thể chuyển động) để tạo nên đa dạng trải nghiệm. Trò chơi mang tính chân thực thường có các đường đua dựa trên địa điểm thực tế (ví dụ Le Mans, Monaco), trong khi các đường đua hư cấu cho phép đưa vào các yếu tố sáng tạo như vòng xoáy, đường tắt hoặc thời tiết biến đổi (mưa, tuyết) ảnh hưởng đến độ bám đường. Thiết kế hình ảnh xác định tông điệu của trò chơi, với phong cách nghệ thuật dao động từ siêu thực (mô hình xe chi tiết, môi trường sống động) đến hoạt hình hoặc tương lai. Ánh sáng, chất liệu bề mặt và hiệu ứng hạt (tia lửa, khói) làm tăng mức độ nhập vai, trong khi các thành phần giao diện (đồng hồ tốc độ, bản đồ nhỏ, bộ đếm vòng đua) được thiết kế rõ ràng nhưng không rối mắt. Hệ thống gameplay bổ sung chiều sâu, ví dụ như tiến trình mở khóa (xe, đường đua hoặc nâng cấp), chế độ đa người chơi (chơi chia màn hình, đua trực tuyến), và hệ thống năng lượng đặc biệt (tăng tốc, vũ khí trong trò chơi arcade) mang yếu tố chiến lược vào gameplay. Đối với trò chơi cạnh tranh, nhà thiết kế cần cân bằng thông số kỹ thuật của xe để tránh lợi thế bất công, trong khi trò chơi giải trí có thể chú trọng tùy biến (sơn, họa tiết trang trí) để khuyến khích cá nhân hóa. Giai đoạn kiểm thử đóng vai trò thiết yếu, nhà thiết kế thu thập phản hồi để hoàn thiện cảm giác điều khiển, điều chỉnh độ khó đường đua và sửa lỗi. Kết quả cuối cùng là một trò chơi đua xe mang lại cảm giác mượt mà, thỏa mãn và đáp ứng đúng nhu cầu của người chơi, dù họ đang tìm kiếm tính chân thực, sự hào hứng hay tính cạnh tranh xã hội.