目标函数（objective function）是 在数学和优化领域中，用来衡量和描述目标或任务完成情况的最优化准则或目标。它可以是状态变量、控制变量、操作变量的纯量函数或泛函，也可以是设计变量与目标之间的关系表示。目标函数通常是根据设计变量来建立的，用于描述系统或产品的性能标准、成本、生产时间、能量消耗等。
具体来说，目标函数是所关心的目标（某一变量）与相关的因素（某些变量）的函数关系。在求解前，这个函数是未知的，通过利用已知条件去求解未知量的函数关系式，即为目标函数。目标函数在优化问题中起着至关重要的作用，因为它是衡量不同解决方案优劣的标准。
在不同领域中，目标函数的具体形式会有所不同。例如：
工程领域：
目标函数可能代表一个结构的最轻重量、最低造价、或一件产品的最短生产时间、最小能量消耗等。
机器学习领域：
目标函数则包含了损失函数以及可能的其他项（如正则化项），通过调整模型的参数来最小化目标函数的值，从而找到最优的模型。
总结来说，目标函数是优化问题中的核心概念，它定义了追求的目标，并通过数学表达式将目标与设计变量联系起来，从而指导优化过程。