优化设计是一种 根据设计要求和技术条件，以及专业理论和优化方法，使用电子计算机从若干可行设计方案中自动地选出最优方案的方法。它涉及以下基本要素：
设计变量：
设计者需要根据设计要求进行调整和确定的参数，如构件的截面尺寸、形状、许可载荷等。这些设计变量彼此独立，可以排列成数组，形成设计空间。
约束条件：
设计变量在多数情况下会受到某些限制，这些限制条件称为约束条件或设计约束。约束条件形成了设计变量的封闭约束空间，称为可行域。
预定参数：
在结构设计中，有些量是不能任意调整的，如事先指定的量或材料的力学性能等，这些量称为预定参数。
目标函数：
设计中的某个可行方案对于所追求的目标不一定是最佳方案，可能存在多个可行方案。为使在多个可行方案中选出最佳方案，需将所追求的目标表示为设计变量的函数，称为目标函数。
优化设计的任务是在满足设计约束的前提下，利用目标函数的最优化条件，寻求设计变量的最佳值。这种方法以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，并在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。
优化设计的主要特点包括：
多方案比较：从多个可能的设计方案中挑选出最佳的一个。
数学基础：依赖于最优化理论，通过建立数学模型来描述设计问题。
计算机辅助：使用电子计算机进行计算，自动获得最优设计方案。
优化设计技术在工程领域中具有广泛的应用，特别是在结构优化设计方面，能够显著提高设计的效率和品质，更加合理地利用材料性能，使结构内部各单元得到最好的协调，并具有规范所规定的安全度。