不确定因素是企业技术创新重要特征，由于不确定因素存在使得企业的投资决策具有动态变化和灵活性。传统的投资决策工具将企业在技术创新中面临的一些不确定性转化为确定性进行讨论，忽视了企业技术创新投资过程中的不确定性价值；由于技术创新投资具有实物期权的特征，而且实物期权可以解决不确定性问题、能够对技术创新投资中的灵活性价值进行估算，较传统投资决策方法具有明显的优越性。虽然基于实物期权的投资决策方法能够很好地对企业投资价值的灵活性进行评估，却只是对企业自身情况进行分析，没有考虑市场中是否存在竞争者，即没有对企业相互之间的影响进行分析，因而实物期权分析方法不能完整地对企业技术创新投资决策进行评估。实物期权博弈方法将实物期权和博弈理论结合起来，将置于市场竞争中企业投资决策的灵活性和企业与竞争对手的策略互动综合考虑，为企业提供更加科学的技术创新投资决策评估方法。本文首先对技术创新投资决策的国内外研究现状进行了综述，然后介绍了技术创新、实物期权和博弈论三个理论工具。在此基础上，对技术创新投资的传统评价方法和实物期权方法进行了评述，并建立不确定环境下的完全垄断企业、双寡头垄断企业和多家企业竞争的企业技术创新投资决策概念模型，并对每种情况进行分析。对于完全垄断企业，将企业技术创新投资分为三个阶段，基于复合实物期权理论进行建模，结合企业技术创新投资期权价值与最优投资决策进行分析；对双寡头企业和多企业竞争企业，考虑竞争者的反映，引入实物期权和博弈论，将市场中的企业看作一个领导者和跟随者，建立企业技术创新投资期权博弈模型，对企业的投资行为进行分析。最后对三种市场情形下企业技术创新投资进行数值分析，从而验证模型中的结论。并对三种模型进行系统分析，当企业在市场中处于以上三种情形时，可参照文中模型，做出合理的投资决策，为企业的发展提供帮助。