Tối ưu hóa quá trình bất kỳ là để tìm điểm thích hợp nhất (điểm tối ưu) cửa hàm số được nghiên cứu hoặc để tìm các điều kiện tối ưu tương ứng để tiến hành quá trình đã cho. Để đánh giá điểm tối ưu, trước hết cần phải chọn các tiêu chuẩn tối ưu hóa. Tùy thuộc các điều kiện cụ thể mà tiêu chuẩn tối ưu hóa có thể là tiêu chuẩn công nghệ. Ví dụ, năng suất, lớn nhất tính cho một đơn vị thể tích thiết bị (năng suất riêng lớn nhất) hoặc là tiêu chuẩn kinh tế như giá thành của một đơn vị sản phẩm là bé nhất, v.v

Trên cơ sở của tiêu chuẩn đã được chọn ta lập ra hàm mục tiêu hoặc là hàm xuất, nó biểu diễn sự phụ thuộc giữa tiêu chuẩn tối ưu hóa và các thông số ảnh hưởng đến giá trị của tiêu chuẩn tối ưu hóa này. Bài toán tối ưu hóa dẫn tới việc tìm các cực trị (cực đại hoặc cực tiểu) của hàm mục tiêu. Cần chú ý rằng bài toán tối ưu đặt ra khi cần tìm một giải pháp ưu việt nhất để dung hòa ảnh hưởng của tất cả các yếu tố tác dụng ngược nhau đến kết quả của quá trình, về các yếu tố đó có thể lấy ví dụ như năng suất và hiệu suất, số lượng và chất lượng.