O presente trabalho utiliza métodos de otimização em problemas que envolvem a mecânica dos fluidos, por meio de softwares de simulação numérica, com a finalidade de aprimorar o desempenho de turbinas axiais de uso aeroespacial para geração de empuxo ou industrial para geração de energia elétrica. Uma revisão dos conceitos fundamentais de turbomáquinas é apresentada, seguida por uma revisão da fluidodinâmica computacional e seus principais fundamentos. Logo após, adentra-se nos detalhes da pesquisa em si. A exemplo, os estudos de convergência de malha que foram utilizados para validação dos resultados obtidos através de simulação numérica, seguidos por estudos de sensibilidade que foram percussores do processo de otimização para verificação do nível de relevância dos parâmetros geométricos criados a partir da topologia das pás. O modelo numérico utilizado é baseado em média de Reynolds (Reynolds-Averaged Navier-Stokes, RANS) e inclui o uso do modelo de turbulência k-? SST, para o cálculo da viscosidade turbulenta do escoamento. O algoritmo genético evolutivo NSGA-II foi escolhido como uma ferramenta de apoio no projeto e após meses de cálculo e diversas gerações de indivíduos selecionados a partir do método heurístico e objetivos definidos, obteve-se a fronteira de Pareto do caso otimizado após a análise de mais de 8700 projetos distintos de uma turbina axial e que possibilitaram a obtenção de uma máquina otimizada. Os resultados obtidos passaram por processo de validação numérica e possibilitaram que novas opções de configurações geométricas, em relação ao projeto original, fossem obtidas. A Fronteira de Pareto obtida mostra de forma nítida o ganho dos resultados otimizados em relação ao modelo original. O estudo utilizou ferramentas comerciais já consolidadas no mercado, como as soluções de simulação da ANSYS e o software de otimização ModeFRONTIER, da empresa Esteco.