Як критерії при виборі оптимального МОП використовуються:
1) мінімальний загальний припуск для всіх обраних стадій обробки;
2) мінімальна трудомісткість варіанта маршруту по сумарному основному часі обробки.
Більш точно маршрут вибирається при порівнянні сумарної собівартості обробки всієї деталі.
Для оптимізації в процесі проектування ТП застосовується метод перебору.
Перебір складається у визначенні критерію оптимізації для кінцевої безлічі варіантів і вибору варіанта з мінімальним значенням критерію (припуску або собівартості). Значення критеріїв розраховуються з використанням довідково-нормативної інформації, по емпіричних рівняннях виду:
,
де 
– мінімальний припуск;
а – частина припуску, яку необхідно зняти для видалення дефектного шару й мікронерівностей, утворених на попередній операції;
сумі (bDm + cLn) відповідає частина припуску, що вводиться для компенсації нерівномірності, обумовленої просторовими відхиленнями окремих ділянок оброблюваної поверхні й залежної від габаритних розмірів заготівки D і L (діаметр і довжина).
Коефіцієнти а, b, з і показники ступеня т и п визначаються шляхом аналізу й обробки довідково-нормативних таблиць операційних припусків з використанням методів найменших квадратів. Наприклад, емпіричне рівняння для мінімального припуску на чорнову токарну обробку зовнішнього діаметра заготівки, отриманого методом гарячого штампування, виглядає так:
