复合点阵结构良好的机械及热学性能在工程应用中具有巨大的潜力。本文提出了一种创新的复合点阵结构设计策略,充分发挥极小曲面和桁架点阵结构的力、热学特性,通过对Primitive曲面点阵结构与桁架点阵结构进行互穿复合设计得到新型复合点阵结构。利用数值仿真方法对复合点阵结构开展准静态压缩与流固耦合热传导分析,讨论了曲面壁厚、桁架直径对点阵结构力、热学性能影响;通过准静态压缩实验测试复合点阵阵列结构力学性能并对比验证数值仿真结果。最后,基于航空、航天轻量化-承力-散热多功能一体化点阵设计需求建立了以比弹性模量和散热性能(努塞尔数)为目标的多目标优化模型,使用非支配排序遗传算法进行优化求解,得到了可行解分布和Pareto前沿。研究结果表明互穿复合点阵结构较传统P曲面点阵结构力、热学性能有较大提升,本文所提出结构优化设计框架对实现多性能复合点阵结构设计具有重要意义。