针对空间光学遥感器光机系统结构优化设计的传统方法的缺陷,提出了遥感器光机系统结构热稳定性优化设计的理论,该理论以提高结构的热稳定性和轻量化程度作为优化目标,以结构的强度、动态刚度以及系统总成像质量损失作为约束条件,对光机系统结构布局、形状与具体尺寸参数以及光机系统的公差分配进行优化设计;研究了光机系统热稳定性的评价方法,提出以光学元件的热致面形误差比例系数和系统整体的热致位置误差比例系数作为评价参数,通过这两个参数,将光机系统对各类热载荷的承受能力与热稳定性概念直观的联系起来,有利于结构设计与热设计的交流;给出了光机系统热稳定性优化设计的经典数学模型,并提出了应用模糊优化的理论与方法来解决该经典数学模型中存在的多目标性和约束条件的不确定性,最后给出了光机系统热稳定性设计的模糊数学模型及求解方法。