Optimierungsbasierte Verfahren lösen das nichtlineare Optimierungsproblem mit Randbedingungen, das sich aus der Dimensionierungsaufgabe ergibt, mit einem iterativen Optimierungsverfahren. Dabei sind grundsätzlich keine Näherungen notwendig: Durch die Allgemeinheit der Optimierer-Analysewerkzeug-Kopplung hängt die Genauigkeit nur vom Analysewerkzeug ab. Gegenüber wissensbasierten haben optimierungsbasierte Ansätze einen erheblich höheren Rechenaufwand. Das iterative Vorgehen kann zu Konvergenzproblemen führen.