针对大深度水下航行器壳体结构多目标优化问题,提出一种基于自适应响应面的多目标优化方法.该方法利用实验设计得到初始点,利用响应面构造近似模型,初次优化得到Pareto解集.引入一种空间采点法,均匀得到Pareto解样点,使用高精度有限元分析技术校核后补充到初始样本集,通过一种渐近全局策略使近似模型最终满足精度.利用灰色关联分析法处理Pareto解集.结合水下航行器壳体结构实际情况,提出一种多级标度赋权法,在获得各目标权重后从Pareto解集中挑选出满意解,优化后与传统经验公式结果相比,在满足近似精度的前提下,总体性能有了一定提高.