El creciente interés en la aplicación del concepto híbrido-eléctrico exige un método riguroso que equilibre la mejora de la eficiencia energética con la penalización de masa. En el diseño de aeronaves híbrido-eléctricas (HEA), es necesario evitar el uso excesivo de energía, que es causado por la hibridación deliberada en busca de una alta eficiencia de conversión de energía eléctrica. Este documento presenta un método de diseño para lograr diseños multi-objetivo realizados dentro de un marco de exploración de diseño multidisciplinario apropiado para HEA, cumpliendo con el requisito de minimizar la masa máxima de despegue (MTOM) y el ahorro de combustible. Un análisis teórico propone la existencia del área de diseño óptima de HEA. Esto es seguido por una serie de experimentos de diseño numérico enfocados en la demanda que han verificado la existencia y posición del área de diseño óptima tomando como objetivo de diseño la misión de un avión de fuselaje estrecho de corto alcance, considerando la línea de tiempo tecnológica prevista hasta 2050. En comparación con un avión bimotor a combustible, se logran un ahorro de combustible del 65.56%, una reducción del 16.4% en el costo de operación de vuelo, una reducción del 44.58% en las emisiones de CO en bloque y una mejora del 75% en el alcance aéreo específico de costo (COSAR) a través de la hibridación utilizando el método de optimización de diseño propuesto.