工程结构优化设计是一门专注于通过科学方法和先进技术手段，对建筑、桥梁、机械等各类工程结构进行合理设计与改进的学科。其核心目标是在满足安全性、功能性和耐久性等基本要求的前提下，实现材料的高效利用、成本的合理控制以及性能的全面提升。该领域通常涉及结构分析、材料选择、荷载计算、优化算法等多学科交叉知识，借助计算机辅助设计（CAD）、有限元分析（FEA）等工具，对结构的几何形状、构件尺寸、连接方式等参数进行优化，以达到减轻重量、降低成本、提高抗震性或适应特殊环境等目的。工程结构优化设计广泛应用于土木工程、航空航天、船舶制造、机械工程等行业，是现代工程设计不可或缺的重要环节，对推动可持续发展和资源高效利用具有重要意义。