本发明公开了一种考虑气动弹性约束的复合材料机翼多目标优化设计方法，包括下面步骤：(1)建立有限元模型，并对该模型分析；(2)重量优化；(3)阵风响应优化；(4)第二次重量优化。本发明同时考虑强度、刚度、气动弹性约束，实现了结构重量与阵风响应的多目标优化，避免了传统复合材料机翼优化方法在进行结构重量优化的同时增大阵风响应振幅的问题。在此优化过程中，在阵风响应优化阶段仅以复合材料铺层方向为设计变量，使得在不改变机翼重量的情况下满足阵风响应设计要求成为可能。