本发明属于X波段电子直线加速器领域，具体涉及一种X波段行波加速管的结构参数优化方法，包括采用带精英策略的非支配排序遗传算法，以捕获率和能散度两个束流参数均向最优方向收敛为优化目标，优化得到X波段行波加速管的腔体长度分布；其中，带精英策略的非支配排序遗传算法中的适应度函数为两个束流参数的计算模型；优化的过程中各种群个体对应一种腔体长度分布，单个种群个体的基因长度由不同腔体长度的种类和每一种腔体长度的可取值点确定；在每次迭代中计算每个种群个体的适应度函数值时，计算所需的微波参数的数值是通过调用预先建立的该微波参数关于腔体长度的拟合表达式而计算得到。