本发明公开了一种兼具防侵彻和防爆炸冲击波性能的多层防护结构和设计方法，涉及力学领域，高强高硬层为多层防护结构的最外层，具有多层防护结构中最高的模量和强度，变形增强层为多层防护结构的次外层，具有所述多层防护结构中较高的模量和抗拉强度，轻质耗能层为多层防护结构的次内层，具有所述多层防护结构中最低的屈服强度和屈服后较长的应力平台段，软质防护层为多层防护结构的最内层，直接与防护目标接触，具有所述多层防护结构中最小的面内弯曲刚度，易于与所述防护目标贴合。本发明的兼具防侵彻和防爆炸冲击波性能的多层防护结构具有广泛的多场景适应性，以及多元的拓展性，具有很高的实用性价值。