本发明公开了一种超轻高刚度负泊松比超材料结构及其优化设计方法，超轻高刚度负泊松比超材料结构包括至少一个能够相互拼接的基础模块，所述基础模块由内部单元和多个外部单元拼接而成，所述内部单元和多个所述外部单元整体均为梁架结构，所述内部单元包括上基体、下基体和用于连接所述上基体和所述下基体的结合部，多个所述外部单元的上下两端分别与所述上基体和所述下基体连接，且相邻的各个所述外部单元之间相互连接，以使得所述内部单元和多个所述外部单元中的各个连接部位相连能够形成立方八面体结构，其中各个所述外部单元中的至少部分内凹于立体八面体结构。本发明降低了负泊松比超材料的制造难度和设计难度。