با توجه به محدودیت منابع انرژی تجدید ناپذیر، یافتن ساختار بهینه برای سیستم های تولید توان در زمان حاضر به شدت مد نظر قرار گرفته، به گونه ای که طی چند دهه ی گذشته، رهیافت های گوناگونی برای بهینه سازی سیستم های انرژی پیشنهاد شده است. اما از آنجا که هدف نهایی از بهینه سازی سیستم های مذکور، دستیابی به یک طرح بهینه ی قابل اجرا و عملی می باشد، لازم است برای نیل به این هدف پارامترهای ترمودینامیکی و اقتصادی به صورت همزمان مورد بررسی و بهینه سازی قرار گیرند که به این نوع بهینه سازی، بهینه سازی چندهدفه می گویند. در این پایان نامه بهینه سازی چندهدفه ی نیروگاه های سیکل ترکیبی (گاز- بخار) به عنوان یکی از سیستم های انرژی پرکاربرد و رایج و با در نظر گرفتن توابع هدف ترمودینامیکی (اگزرژتیکی) و اقتصادی انجام شده است. برای این منظور این نیروگاه سیکل ترکیبی، ابتدا در نرم افزار ees مدلسازی شده و نتایج حاصل از مدلسازی انجام شده با داده های یک نیروگاه واقعی مورد مقایسه قرار گرفته است. در ادامه از دیدگاه ترمواکونومیکی نیز مورد بررسی واقع شده و نیز عوامل موثر بر بازده و کارایی نیروگاه مورد بررسی قرار گرفته است. سپس میزان تخریب اگزرژی در اجزای مختلف سیکل را بدست آورده و جزیی که نقش اساسی را در تخریب اگزرژی دارد، شناسایی شده است. در ادامه، در نرم افزار matlab با الگوریتم چند هدفه ی ژنتیک با طبقه بندی نامغلوب (nsgaii) بهینه سازی شده است. تابع هدف اول بازده اگزرژی کل سیکل و تابع هدف دوم یک تابع هزینه می باشد. تابع هزینه مجموع هزینه ی سوخت و هزینه ی مربوط به تجهیزات و هزینه ی تخریب اگزرژی می باشد. متغیرهای تصمیم گیری در این زمینه، متغیرهایی همچون دمای ورودی توربین، نسبت تراکم فشار کمپرسور، فشارهای ورودی بویلر بازیاب به توربین بخار و بازده آیزونتروپیک برخی از اجزای سیکل خواهد بود.