La progettazione e il funzionamento di sistemi o processi per farli buono come possibile in alcuni definito senso. Gli approcci all'ottimizzazione sistemi sono molteplici e dipendono dal tipo di sistema coinvolto, ma l'obiettivo di tutte le procedure di ottimizzazione è quello di ottenere i migliori risultati possibili (ancora una volta, in un certo senso definito) soggetti a restrizioni o vincoli che vengono imposte. Mentre un sistema può essere ottimizzato trattando il sistema stesso, regolando i vari parametri del processo nel tentativo di ottenere risultati migliori, in genere è più economico di sviluppare un modello di processo e di analizzare le modifiche delle prestazioni derivanti dall'adeguamento del modello. In molte applicazioni, il processo di essere ottimizzato può essere formulato come un modello matematico; con l'avvento dei computer ad alta velocità, molto grandi e complessi sistemi possono essere modellati e ottimizzazione può produrre benefici notevolmente migliorate.