在現代結構優化技術中，由於數學規劃有著前述的優點，特別是與有限元結構分析相結合後，它已經成為在方案確定情況下參數優化的主要方法與途徑。但是，當今結構優化的發展已不僅是參數優化問題，而是要求方案優化。即優化的目標不再停留或局限在按函數極值理論求最優點，而是追求整體（或係統）優化和多目標優化等更高層次的優化。於是，一些新的係統化的結構優化技術，如仿生學方法、係統優化、自動優化、智能優化等開始出現。而對於大多數結構設計師和大多數工程結構設計來說，傳統的直覺優化方法和試驗優化方法由於易操作性、實用性和快捷性的特點，仍然得到廣泛的應用。現代複雜結構的優化，則是多個優化技術的組合使用。
在實踐中，一方麵既要考慮設計需要實現的功能，以及工程安全性和可靠性，另一方麵又要考慮工程造價的高低，要在這兩者之間進行權衡，即要以最低的費用來實現設計產品的必要的功能。有關結構優化如果單純從數學的角度用數值計算的方法來操作的話，意義不大，可操作性也不強。在工程實踐中結合工程結構設計的特點，一般還有直覺優化、試驗優化等的方法來優化結構。
直覺優化是設計者根據經驗和直覺知識，不需要通過分析計算就做出判斷性選擇的一種方法，所以又稱為經驗優化。直覺優化方法是傳統的、常用的、也是簡單易行的方法，它取決於設計者直覺知識的廣泛性、經驗判斷的推理能力及豐富的設計技術。雖然隨著計算機在建築結構設計中得到廣泛應用，結構設計師們已經從傳統的公式運算中解放出來，但結構設計還有許多問題是計算機無法完全解決的。例如，對於同一建築方案，可能有許多不同的結構布置方案；確定了結構布置的建築物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法，分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是唯一的，建築物細部的處理更是不盡相同等。這些問題解決主要依靠結構設計師的主觀判斷，即在結構設計的一般規律指導下，依靠結構設計師的工程實踐經驗進行解決，這一過程稱之為概念設計。所以，直覺優化又稱為概念設計優化。
2）試驗優化
當對設計對象的機理不是很清楚、或對其製造與施工經驗不足、各個參數對設計指標的主次影響難以分清時，試驗優化是一種可行的優化設計方法。根據模型試驗所得結果，可以尋找出最優方案。
3）仿生學方法
隨著仿生學的巨大進展，近十多年來人們對生物進化現象發生濃厚興趣，因為它們在漫長演變過程中按照“適者生存”的原理逐漸從最簡單的低等生命一直進化到人類，本身就是一個絕妙的優化過程。目前，模擬自然界進化的算法有模仿自然界過程算法與模仿自然界結構算法，主要分為基因遺傳算法、模擬退火法和神經元網絡算法等。
4）係統優化技術
係統優化是更大範圍綜合的優化，是從一個建築結構工程整體角度去研究分析，以尋求綜合效果的最佳，其目標一般為使設計具有良好功能前提下，獲得整體性的近期和長遠的經濟效益。而傳統設計(包括一般優化設計)，隻考慮到非整體性(構件或分部)的初始造價。工程結構設計一般應涉及三項費用——整體造價、維護費用與自然災害帶來的損失期望值，它們所反映出的近期與遠期經濟效益應統一地納入到設計方案的計算中去，以便能定量地做出經濟上的比較。
5）自動優化
自動優化技術自上世紀70年代末開始研究而發展起來，自動優化設計技術實際是計算機輔助設計(CAD)與優化理論相結合的結果。優化理論不僅能使設計優化目標得以實現，而且也能給設計帶來某些方麵的自動化。優化的理論與技術，在當今其功能與過去相比已明顯地擴大，它與CAD自動化是相輔相成的，也是難以分離的。因為設計任務是科學地選擇參數，在滿足約束條件下，以實現某種目標的要求，故在設計過程中需要不斷地選擇最佳參數和評價方案，可以說CAD自動化在某種程度上要依靠優化來實現；另一方麵隨著圖形功能的發展，從而迅速地推動了CAD的發展，於是大量CAD軟件及工作站的出現，使計算技術的結構工程設計能力大大加強，這又對計算機提出了更高要求，即把優化方法納入到CAD係統中來，以形成集成化程度更高的CAD係統。
6）智能優化
人工智能與優化理論相結合，從而構成了智能優化。計算機輔助技術的主要發展方向之一是人工智能，它的理論和技術得到應用的主要形式是專家係統。結構工程的專門知識可歸結為兩大部分：一部分為確定性內容，如公認的結論、能用計算公式所表達者等。這部分一般都已被歸納到現行的規範和手冊中，以供隨時使用；另一部分為經驗性、判斷性知識，專家係統的建立是為了把專家的知識和經驗綜合起來，結合數據進行分析和處理，並通過一定的法則，完成某些推理。在優化設計領域，可利用專家係統，即使在專家們不在場的情況下，也可以利用他們的知識和經驗，對有關問題進行評價和決策。專家係統還可以將本次設計的某些新經驗反饋給知識庫，完成係統的自學習過程。