Mehrzieloptimierung beschreibt die simultane Optimierung mehrerer, oft konkurrierender Zielgrößen, etwa Festigkeit, Zähigkeit, Gewicht und Kosten eines Werkstoffsystems. Sie nutzt mathematische Verfahren wie Pareto-Optimierung, Evolutionäre Algorithmen oder gewichtete Zielfunktionen. In der Werkstoffwissenschaft ermöglicht sie das systematische Design von Legierungen, Mikrostrukturen und Prozessen, um optimale Kompromisse zwischen mechanischer Leistung, Dauerhaftigkeit, Nachhaltigkeit und Herstellbarkeit zu finden.