Lagrange乗数法と同様，拘束条件つきの停留化問題（最小化問題）において，拘束条件を汎関数の中に含めて考慮することによって拘束条件なしの問題に変換する．Lagrange乗数法ではLagrange乗数の導入により未知変数の数が増え，また逆行列を求めるべき行列の対角項に零が入るという欠点があるが，ペナルティ法ではこれらの問題がない．罰金関数法とも呼ばれる．