本发明提供一种光学成像系统多目标自动优化方法，采用指标中间量B_l渐进式的逼近各待优化性能T_l对应的最优指标A_l，使得本发明在进行多性能优化的时候，可以避免优化过程陷入某些待优化性能的最优指标已经实现，但是其余某些待优化性能的最优指标无法实现的局部最优解的过程，也即渐进式的逼近，可以确保所有待优化性能对应的最优指标均能实现；同时，本发明根据每轮迭代优化设计后的结果，自动更新每一轮待优化视场点位置与光学设计软件中采用的约束条件，通过各项待优化性能的最优指标在优化过程中的相互影响，实现了多种成像系统性能的综合优化，有效的提升了成像系统的成像质量。