本发明提供了一种绝热支撑多材料结构热力耦合优化设计方法，包括以下步骤：基于变密度法对绝热支撑多材料结构热固耦合拓扑优化，提取出第一次迭代后的结构主应力矩阵；获取绝热支撑多材料结构的设计域尺寸、体积分数、惩罚因子、过滤半径、载荷数量和载荷方向；将体积分数、第一次迭代后的结构主应力矩阵、水平方向X和竖向Y的边界条件以及水平方向X和竖向Y的荷载条件进行预处理；构建深度学习模型，并进行训练；采用训练好的深度学习模型进行优化，得到拓扑优化结构。本发明解决了设计阶段的成本以及条件限制等问题，提升设计效率，同时将力学信息融入训练目标，使得神经网络预测的结果不仅仅具有像素的概念，鲁棒性泛化性好。