La neuropatía óptica distiroidea (DON) representa una complicación ocular grave en la enfermedad tiroidea ocular (TED) que puede llevar a la pérdida de visión. Aunque la descompresión quirúrgica es un tratamiento bien establecido, el área óptima de descompresión sigue siendo controvertida en la cirugía de descompresión orbital. Este estudio tiene como objetivo desarrollar y validar un modelo de análisis de elementos finitos (FEA) de DON para comparar el comportamiento biomecánico entre pacientes sometidos a cirugía de descompresión orbital convencional o aumentada, con posibles implicaciones clínicas para la planificación quirúrgica. Los modelos de FEA se establecieron utilizando datos de resonancia magnética de pacientes con TED miopática. Se desarrollaron modelos de FEA preenfermedad, preoperatorios y postoperatorios tanto para el grupo de descompresión orbital convencional como para el grupo aumentado, en el que se eliminaron adicionalmente el suelo posteromedial y el proceso orbital del hueso palatino para analizar la distribución de estrés y desplazamiento del nervio óptico, globo ocular y pared orbital. Se realizó un análisis retrospectivo para validar los resultados del análisis biomecánico. Los resultados de FEA revelan que los pacientes con DON experimentan un mayor estrés en el nervio óptico, globo ocular y pared orbital que los individuos sanos, principalmente concentrado en el ápice orbital. Postoperatoriamente, el estrés en el nervio óptico se redujo significativamente en ambos grupos. Además, el estrés postoperatorio en el nervio óptico fue significativamente menor en el grupo aumentado que en el grupo convencional. Los resultados clínicos demuestran que los pacientes en el grupo aumentado experimentaron mejoras significativamente más rápidas y pronunciadas en la agudeza visual y el campo visual. El FEA muestra que la cirugía de descompresión orbital aumentada puede aliviar el estrés de manera más efectiva, especialmente para el nervio óptico, lo que fue validado por el análisis clínico. Este modelo de FEA desarrollado de DON puede facilitar la determinación del procedimiento quirúrgico adecuado para la descompresión orbital.