本发明公开了一种基于最佳负荷分布模型优化的低压涡轮叶型气动设计方法，该方法根据给定的叶型参数取值范围和低维气动设计参数，生成叶型几何样本，并通过CFD计算叶型总压损失最小时的最优负荷分布，生成叶型数据库；基于多输出高斯过程和深度神经网络，构建最佳负荷分布模型，并根据叶型数据库中的训练样本，通过最小化边际似然损失函数，对最佳负荷分布模型进行训练，得到最佳负荷分布模型中的超参数组；根据训练后的最佳负荷分布模型，计算目标低维气动设计参数的目标最佳负荷分布，并利用叶型反设计模型，计算出目标最佳负荷分布对应的最佳气动叶型。本发明的设计方法可提高涡轮叶型气动设计的精度和效率，缩短涡轮叶型几何的设计周期。