本发明提供一种梯度随机点阵/多孔结构多尺度优化设计方法，包括：在微观尺度上，对微结构进行建模分析以构建其相对密度与弹性参数和尺寸参数之间的关系；在宏观尺度上，提出了无惩罚节点密度优化算法以获得相对密度分布；结合微结构相对密度分布与杆件长细比之间的关系，获取杆件平均长细比分布；基于杆件平均长细比分布和相对密度分布，借助网格生成算法得到点阵/多孔结构的骨架及其符号距离函数，通过切割符号距离函数生成全尺度点阵/多孔结构的几何构型。本发明克服了传统规则点阵结构由于其单胞的各向异性引起的缺陷和载荷敏感性等问题，并解决了传统规则点阵结构相邻微结构连接性问题，可直接应用于工程结构的轻量化设计中。