Типичная задача молекулярного дизайна состоит в том, чтобы найти вещество (молекулу) из заданного класса, для которой некоторое физическое или химическое свойство максимально или минимально при ограничениях на значения других свойств. Когда значение физико-химического свойства измерено лишь для части допустимых молекул, экспериментальные данные необходимо дополнять предсказанием - регрессией, связывающей структурную формулу (молекулярный граф) со значением свойства посредством числовых молекулярных дескрипторов. В последние десятилетия были предложены сотни топологических, геометрических и квантово-механических молекулярных дескрипторов. В докладе описывается решение задач оптимизации некоторых классических и ряда новых топологических индексов (дескрипторов) и их комбинаций на химически интересных множествах допустимых молекулярных графов. Теоретические результаты иллюстрируются на примере поиска изомера спирта, имеющего минимальную температуру кипения при заданном молекулярном весе. Обсуждаются перспективные задачи.