Naturanaloge Optimierungsverfahren sind Metaheuristiken, deren grundsätzliche Funktionsweise von biologischen oder physikalischen Vorbildern inspiriert ist.
Bei Problemen, zu denen kein Algorithmus bekannt ist, der das globale Optimum in akzeptabler Zeit (oder überhaupt) findet, werden Heuristiken genutzt, um in kürzerer Zeit eine hinreichend gute Lösung zu finden. Typische natürliche Phänomene, die hierzu als Idee herangezogen werden, sind zum Beispiel Evolution, Schwarmintelligenz, Abkühlung und das Immunsystem von Wirbeltieren.