本发明公开一种基于NSGA‑Ⅱ算法的罗茨真空机组设计结构优化的方法，方法首先初步拟定设计多级罗茨真空机组的级数、各级的转子半径、型线方程、转子厚度以及特征装配间隙，并以真空机组的极限压强、理论抽速和压缩功率作为待优化目标；然后拟定决策变量，以及决策变量的范围和其余变量数值参数；接着利用NSGA‑Ⅱ算法对三叶罗茨真空机组设计结构进行优化；最后根据优化所得的结果，判断对应的目标函数值是否符合标准，若符合要求则输出所有的结构参数；若不符合要求则重新拟定决策变量以及其余变量数值，重复上述步骤。本发明的方法不仅节约了罗茨真空机组结构优化成本，还具有较强的普适性，可以应用于不同领域内的罗茨泵机组结构设计。