以期望收益E來衡量證券收益，以收益的方差δ2表示投資風險。資產組合的總收益用各個資產預期收益的加權平均值表示，組合資產的風險用收益的方差或標準差表示，則馬克維茨優化模型如下：
式中：rp——組合收益；
ri、rj——第i種、第j種資產的收益；
wi、wj——資產i和資產j在組合中的權重；
δ2(rp)——組合收益的方差即組合的總體風險；
cov(r,rj)——兩種資產之間的協方差。
馬克維茨模型是以資產權重為變量的二次規劃問題，采用微分中的拉格朗日方法求解，在限制條件下，使得組合風險鏟δ2(rp)最小時的最優的投資比例Wi。從經濟學的角度分析，就是說投資者預先確定壹個期望收益率，然後通過確定投資組合中每種資產的權重，使其總體投資風險最小，所以在不同的期望收益水平下，得到相應的使方差最小的資產組合解，這些解構成了最小方差組合，也就是我們通常所說的有效組合。有效組合的收益率期望和相應的最小方差之間所形成的曲線，就是有效組合投資的前沿。投資者根據自身的收益目標和風險偏好，在有效組合前沿上選擇最優的投資組合方案。
根據馬克維茨模型，構建投資組合的合理目標是在給定的風險水平下，形成具有最高收益率的投資組合，即有效投資組合。此外，馬克維茨模型為實現最有效目標投資組合的構建提供了最優化的過程，這種最優化的過程被廣泛地應用於保險投資組合管理中。
馬克維茨投資組合理論的基本思路是：(1)投資者確定投資組合中合適的資產；(2)分析這些資產在持有期間的預期收益和風險；(3)建立可供選擇的證券有效集；(4)結合具體的投資目標，最終確定最優證券組合。
[編輯]資本資產定價模型及其擴展[2]
馬柯維茨投資組合理論之後，Sharpe（1964)，Lintner(1965)，Mossin（1966)分別提出了各自的資本資產定價模型(CAPM)。這些模型是在不確定條件下探討資產定價的理論，對投資實踐具有重要的指導意義。
資本資產定價模型提出之後，研究者進壹步擴展了該研究。
Jensen Michael（1969)提出以CAPM中的證券市場線為基準來分析投資組合績效的非常規收益率資本資產定價模型，但由於在非系統風險不能完全剔除的情況下，該模型對投資組合績效的評價結果不如CAPM的評價結果，因此該模型在實際中應用不多。
Brennan（1970)提出了考慮稅率對證券投資報酬影響的資本資產定價模型；Vasicek，（1971)，Black（1972)分別研究了不存在無風險借貸時的資本資產定價模型；Mayers（1972)提出了考慮存在退休金、社會保險等非市場化資產情況下的資產定價模型的建立；Merton（1973)提出了多因素的ICAPM模型 (Intertemporal CAPM)，為後來的長期投資理論奠定了基礎。E.Linderberg（976、1979)研究了存在價格影響者時的資本市場均衡和投資者的組合選擇問題。結果發現所有投資者(包括價格影響者)都持有市場組合和無風險資產的某個組合,故仍可得到形式簡單的CAPM,只不過此時的單位風險價格低於所有投資者都是價格接收者時的單位風險價格。他還證明了通過兼並或合夥,個體或機構投資者可以增加他們的效用,這就是大型金融機構存在的原因之壹。
Sharpe（1970)，E.Fama（1976)，J.Lintler（1970)，N.J.Gonedes（1976)等分別研究了投資者對資產將來的期望收益、收益的方差、協方差期望不壹致時資本市場的均衡,他們得到了形式於標準CAPM類似的CAPM。
由於資本資產定價模型的假設條件過於嚴格，使其在應用中受到壹定局限。因此，對於CAPM的突破成為必然。
Stephen.A.Ross（1976)提出了套利定價理論(APT)。APT不需要像CAPM那樣作出很強的假定，從而突破性地發展了CAPM。
Black,Scholes（1973)推導出期權定價公式，即B壹S模型；Merton（1973)對該定價公式發展和深化。針對B—S模型假定股票價格滿足幾何--布朗運動在大多數情況下不符合實際價格變化的問題,Scholes，Ross(1976)在假定股票價格為對數泊松發布情況下推導出了純跳空期權定價模型(Pure Jump Model)；Merton(1976)提出了擴散--跳空方程(Diffusion-Jump Model)；格利斯特和李(1984)研究了基礎證券交易成本對期權價值的影響:當存在交易成本時,連續時間無套利定價會因為高昂的交易成本而無法實現；Merton(1990)運用了離散時間模型提出了交易成本與基礎證券價格成比例的單階段期權定價公式；波耶勒和沃爾斯特(1992)將Merton 的方法推廣到了多階段情形。
拉馬斯瓦米，桑達瑞森(1985)；Brenner；科塔頓，薩布拉曼·彥(1985)以及貝爾和托羅斯(1986)的研究指出,美式期貨期權在利率為正的條件下比美式現貨期權更易於執行；Lieu(1990)應用連續時間定價方法推出了期貨純期權的定價公式；陳，斯科特(1993)進壹步研究指出,即使利率是隨機的,期貨純期權價值也不受利率的影響；Chaudhurg，Wei(1994)研究了常規期貨期權與純期權的價值關系,指出期貨純期權的價值高於美式期貨期權的價值。Harrison，Krep（1979)發展了證券定價的軼理論(theory of martingale pricing)，該理論目前仍是金融研究的前沿課題。