本发明公开一种基于场驱动原理的仿人机器人小腿优化方法，包括以下步骤：通过三维建模获得初始仿人机器人小腿，并基于初始仿人机器人小腿中与其他部件的连接处结构，构建待优化的特征尺寸集合；为所有连接处结构设置多个检测点，通过有限元分析获取所有连接处结构的应力场图；通过应力场图进行强度评估，当任意一个连接处结构不满足强度评估时需要进行调整；重复有限元分析至满足终止条件，则输出优化后的最佳特征尺寸集合，基于最佳特征尺寸集合对初始仿人机器人小腿进行调整以获仿人机器人小腿设计图。本发明还提供了一种仿人机器人小腿优化装置。本发明的方法可以有效简化仿人机器人小腿的设计过程，同时也能保证最终结构的强度及轻量化。