机械结构的设计优化分析一般是以轻量化为设计目标，以强度（应力）和刚度（变形）为约束条件，改变设计的形状和尺寸（以设计的形状和尺寸为设计变量），进行多方案比较（拓扑优化），选择较优的设计方案。设计优化分析意味着在满足约束的前提下产生最佳设计的可能性。分析人员在设计优化有了初步结果之后，一定要用力学分析和设计的经验进行合理地解释，进一步确认设计优化结果的正确性。

机械设备设计优化方法，包括拓扑优化，形状和尺寸优化，来提高机械某些方面的结构性能，降低零件本身的重量。通常来说，主要考虑的性能有：刚度，强度，NVH，疲劳寿命等方面

常见的设计优化软件：Optistruct、Samcef、LMS/Optimus、Isight等