一种运载火箭多学科综合设计优化系统，它包括系统分析模块、优化模型模块和寻优求解模块三个模块；三个模块在运载火箭多学科综合设计优化过程中按顺序执行，即先执行系统分析模型模块，然后执行优化模型模块，最后执行寻优求解模块；一种运载火箭多学科综合设计优化方法，它有三大步骤：步骤一：建立运载火箭系统分析模型；步骤二：建立运载火箭多学科优化模型；步骤三：寻优求解。本发明充分利用各学科的相互作用而产生的协同效应，获得运载火箭系统整体最优解，缩短设计周期，节约成本。