多目标优化（multi-objective optimization），工学-控制科学与工程-控制系统性能-稳定性-多目标优化，研究多于一个的目标函数在给定区域内被优化（极小化或极大化）的技术。大多数工程设计问题都具有多个目标，设计工作需要在满足约束条件的前提下，同时极大化（或极小化）这些目标。一般情况下，这些和被设计系统的性能相关的目标之间通常是内在冲突的，这种在给定区域上的数值目标多于一个的最优化问题称为多目标优化。一方面，解多目标优化问题通常的做法是根据某效用函数将多目标合成单一目标来进行优化。但大多数情况下，在优化前这种效用函数是难以确知的。另一方面，单目标优化问题中的任意两个解都是可以比较其好坏的，因此说问题有一个最优解（如果存在最优解）是毫无争议的；而多目标优化问题中各目标之间通过决策变量相互制约，对其中一个目标优化必须以其他目标劣化作为代价，也就是说，要同时使各个子目标都一起达到最优值是不可能的，而只能在各个子目标之间进行协调和折中处理，使各个子目标函数都尽可能地达到最优。而且各目标的单位又往往不一致，因此很难客观地评价多目标问题解的优劣性。