A sztochasztikus optimalizálás az optimalizáló algoritmusok egy osztálya, amely a véletlenszerűséget használja az optimum megtalálásának folyamatában. A véletlenszerűség különböző dolgokban nyilvánulhat meg.
Sztochasztikus optimalizáló algoritmusokat használunk, ha a célfüggvény összetett, több szélsőséges, folytonossági hiányokkal, zajjal stb.