本发明提供一种变栅距光栅记录结构优化设计方法，用于对变栅距光栅记录结构进行优化，包括：S1、确定记录光源C的坐标，求解记录光源C到特征点Pi的方向矢量；S2、求解特征点Pi对应的在非球面波记录臂中的入射光线PiQi的方向和光程函数差I；S3、求解特征点Pi对应辅助反射镜上点Qi的坐标，并计算辅助反射镜上Qi点处的法线；S4、通过拟合方法获得辅助反射镜面型信息；S5、分析拟合后的辅助反射镜的残余误差，当离散程度＞设定阈值时，重复上述步骤S1‑S4；当离散程度≤设定阈值时，输出设计结果。本发明相较于传统方法可以更快速、准确地实现变栅距光栅记录结构的优化设计。