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宇宙中存在大量的低能遗迹中微子，其温度约为1.95K。在核合成时期，中微子通过弱相互作用参与中子-质子反应过程，影响轻元素的丰度，尤其是4He的丰度。随着宇宙膨胀，中微子相互作用减弱，在温度T～2MeV-3MeV时与背景物质退耦，而后仅通过引力效应影响宇宙的演化。中微子的存在，能改变宇宙辐射能量密度与物质能量密度相等的时间。中微子振荡实验表明中微子存在微小静质量，通过大的弥散速度影响宇宙大尺度结构的形成，通过引力透镜效应影响宇宙微波背景辐射的角功率谱。中微子在宇宙演化中起着重要的作用，因此，我们可以通过宇宙学观测来研究中微子的性质。 本文首先介绍标准宇宙学中中微子的热历史、中微子扰动理论，以及天文观测数据对中微子性质的限制，然后我们分别考虑了宇宙中微子的洛伦兹对称性破坏，早期宇宙中中微子不对称，惰性中微子的产生机制及其宇宙学效应。具体如下: (1)我们研究了中微子洛伦兹对称性破坏对原初核合成和宇宙微波背景辐射功率谱的影响。洛伦兹破坏项的引入导致中微子扰动方程发生改变，从而影响宇宙微波背景辐射功率谱;另外，原初核合成过程产生的4He丰度也发生改变，4He丰度的改变影响再复合时期的自由电子数密度，从而影响宇宙微波背景辐射功率谱。我们研究发现联合分析原初核合成和宇宙微波背景辐射能够提高对中微子洛伦兹对称性破坏的限制。 (2)我们研究了原初中微子不对称的宇宙学演化及其对原初核合成过程的影响。在早期宇宙中，如果不同中微子存在正反中微子不对称，通过中微子振荡，中微子不对称发生混合。由于温度较高并且背景中存在大量的正负电子，混合过程还受到物质效应的影响。虽然只有电子中微子参与原初核合成，但由于中微子之间存在混合，对总中微子不对称的限制增强。 (3)我们研究了早期宇宙中通过中微子振荡产生惰性中微子的机制。在Dodelson-Widrow模型中，轻子不对称被忽略，惰性中微子的产生效率不高。如果宇宙存在较大的原初轻子不对称，通过参数共振，可以大大提高惰性中微子的产生效率，并且产生偏离费米-狄拉克分布的相空间分布函数，这种机制被称为Shi-Fuller机制。当惰性中微子表现为温暗物质时，可以有效压低小尺度物质功率谱，与观测结果符合得更好。