Trong hầu hết các hệ thống hiện đại, từ nền tảng thương mại điện tử đến các mô hình trí tuệ nhân tạo, hiệu quả không đến từ việc xử lý nhiều hơn mà từ việc xử lý thông minh hơn. Khi tài nguyên luôn có giới hạn và số lượng phương án tăng nhanh theo quy mô dữ liệu, khả năng tìm ra lựa chọn tối ưu trở thành lợi thế quan trọng. Thuật toán tối ưu hóa cung cấp cách tiếp cận có cơ sở khoa học để giải quyết những bài toán như vậy.