本发明涉及发动机设计领域，公开了一种变推力固体发动机总体参数多目标优化设计方法，本发明基于拉丁超立方试验设计在设计空间内生成均匀分布的初始样本点，基于变推力发动机多学科仿真模型计算样本点所对应设计方案的发动机质量比及推力调节比，基于已有数据为每一目标函数建立代理模型，并基于序列采样准则逐步增加样本点并更新代理模型，直至真实模型用次数达到给定最大阈值，实现了变推力固体发动机更加高效、合理的总体优化设计。