本发明涉及一种船舶复合储能系统多目标容量优化配置方法，其包括以下步骤：获取复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配参数，根据复合储能系统结构、功率容量需求及功率分配建立决策向量；以复合储能系统综合成本及负荷功率平抑效果作为优化目标函数，以全工况周期内船舶负荷需求与复合储能系统能量供给的平衡为基准，获取充放电效率和荷电状态限制下的复合储能系统约束条件；在决策向量、优化目标函数及复合储能系统约束条件下，利用多目标进化算法获取决策向量个体的最优解集，以决策向量个体的最优解集，确定最终的复合储能系统容量配置。本发明所述方法，使复合储能系统容量配置达到了最优功效。