La demanda y el consumo de energía han presenciado en tiempos recientes una rápida proliferación influenciada por los avances tecnológicos, el aumento de la población y el crecimiento económico. Esto ha impulsado las tendencias de investigación en el ámbito de la gestión energética empleando sistemas de trigenación como los sistemas combinados de enfriamiento, calefacción y energía (CCHP). Además, la incorporación de energía renovable, especialmente la energía solar, para complementar la entrada térmica de los combustibles fósiles ha facilitado la eficacia y sostenibilidad de los sistemas CCHP. Este estudio propone un nuevo enfoque para mejorar la eficiencia general de los sistemas CCHP y calcular los parámetros de diseño óptimos para ayudar a los tomadores de decisiones a identificar la mejor configuración geométrica. Se adoptó una formulación de optimización multiobjetivo de un sistema CCHP asistido por energía solar para maximizar la potencia neta y la eficiencia exergética y minimizar las emisiones de CO utilizando la técnica de optimización del lobo gris. Además, se analizaron los efectos de las variables de decisión en las funciones objetivo. El enfoque de optimización propuesto produjo 100 conjuntos de soluciones óptimas de Pareto que servirían como opciones para el tomador de decisiones al seleccionar entre ellas al buscar mejorar el rendimiento de un sistema CCHP asistido por energía solar. También produjo una mayor eficiencia exergética y valores más bajos de emisión de CO en comparación con un estudio similar. Los resultados obtenidos indican que un sistema con una alta producción de potencia neta no se traduce necesariamente en un sistema altamente eficiente. Además, se registraron emisiones mínimas de CO para un sistema con una baja relación de compresión, baja temperatura de entrada de la cámara de combustión y alta temperatura de entrada de la turbina. Este estudio demuestra que el enfoque propuesto es potencialmente adecuado para la optimización de un sistema CCHP asistido por energía solar.