Można wyróżnić dwie podstawowe metody optymalizacji cech konstrukcyjnych:
— metodę wariantów konstrukcyjnych,
— metodę analityczną, opartą na zastosowaniu analizy matematycznej.

Metoda wariantów konstrukcyjnych polega na wstępnym opracowaniu zwykle dwóch lub trzech rozwiązań postawionego zadania konstrukcyjnego w zakresie umożliwiającym jakościową ocenę lub liczbowe wyznaczenie wielkości przyjętych za kryteria optymalizacji. Korzystanie z tej metody wymaga znacznego doświadczenia konstruktora i dużego nakładu pracy rysunkowej i rachunkowej.

Przy stosowaniu metody analitycznej należy w pierwszym rzędzie ustalić fizyczny model konstruowanego wytworu i opisać za pomocą równań analizy matematycznej jego* wielkości kryterialne w funkcji rozpatrywanych parametrów. Utworzenie odpowiedniego modelu fizycznego wymaga przeważnie przyjęcia pewnych założeń upraszczających, z których konstruktor powinien sobie zdawać sprawę. Poszukiwanie optymalnych wartości żądanych cech konstrukcyjnych wymaga rozwiązania układów równań, co wiąże się z przeprowadzeniem pracochłonnych obliczeń. Metoda ta powinna być stosowana coraz szerzej w miarę rozpowszechniania się elektronicznych maszyn matematycznych. Metodę optymalizacji analitycznej można stosować na wszystkich etapach konstruowania, poczynając od obmyślania koncepcji, przez założenia i projekt wstępny (wstępny etap konstruowania), następnie sprawdzenie poprawności konstrukcji zespołów i elementów objętych projektem technicznym (weryfikacja analityczna zawierająca w najwęższym zakresie obliczenia sprawdzające), a kończąc na weryfikacji doświadczalnej wykonanego prototypu maszyny.

Umiejętne korzystanie ze wszystkich dostępnych informacji, poparte informacjami zebranymi dzięki osobistym poszukiwaniom i doświadczeniu konstruktora pomagają w celowym i skutecznym doborze optymalnych cech konstrukcji.

W ramach wymienionych metod optymalizacji rozróżnia się sposoby optymalizacji, wskazujące określony tok postępowania przy poszukiwaniu optymalnych cech konstrukcji. Matematyczne sposoby optymalizacji omówione są w pracy.