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到了20世纪60年代初期，金融经济学家开始研究马科维茨的模型是如何影响证券估值的，这一研究导致了资本资产定价模型（Capital Asset Price Model,CAPM）的产生。现代资本资产定价模型是由夏普（William Sharpe,1964年）、林特纳（Jone Lintner,1965年）和莫辛（Mossin,1966年）根据马科维茨最优资产组合选择的思想分别提出来的，因此资本资产定价模型也被称为SLM模型。
由于资本资产定价模型在资产组合管理中具有重要的作用，所以从其创立的20世纪60年代中期起，就迅速为实业界所接受并转化为实用，也成了学术界研究的焦点和热点问题。
资本资产定价模型对资本资产的定价问题从理论上给出了一个十分完美的解答，以一个简洁的方程描述了单个资产收益率与市场收益率之间的关系。这一模型是建立在一些严格条件之上的，尽管有些假设与现实不符，但还是抓住了一些主要因素，对实际问题在一定程度上给出了有力的说明，具有一定的指导作用。
资本资产定价模型考虑的是一个单一期限的情形，投资者在期初进行投资，在期末卖出资产，期间不考虑消费问题，同样假设市场上存在N个风险资产和1个无风险资产，同时假设：
（1）所有资产均为责任有限的，即对于任何资产而言，其期末价值总是大于或等于零的。
（2）市场是完备的，即不存在交易成本和税收，而且所有资产均为无限可分割的。
（3）市场上有足够多的投资者，使得他们可以按市场价格买卖他们所想买卖的任何数量的任何可交易资产。
（4）资本市场上的借贷利率相等，且对所有投资者都相同。
（5）所有投资者均为风险厌恶者，同时具有不满足性，即对于任何投资者而言，财富越多越好。
（6）所有投资者都追求期末财富的期望效用最大化。
（7）所有投资者均可免费地获得信息，市场上的信息是公开的、完备的。
（8）所有投资者对未来具有一致性的预期，都正确地认识到所有资产的收益率服从联合的正态分布。
（9）对于任何风险资产，投资者对其评价有两个主要的指标，分别是风险资产收益率的预期和方差，预期代表收益率，方差（或标准差）代表风险。
前4个假设是对资本市场的一种理想化假定，概括起来，其实质是认为一个理想的市场应该是完备的、无摩擦的，从而对资源的配置是有效的。当然，这种理想的市场在现实中是不存在的，但是我们可以放宽这些条件，并发现放宽条件后对原来的结果影响不是根本的，即这些理想的假设抓住了主要矛盾，结果也就十分有意义。同时，随着科学技术尤其是信息技术的发展，现实中的资本市场也正一步一步地向这一理想市场靠近。
假设（5）、（6）、（8）、（9）是关于投资者的假设。风险厌恶的假设是有代表性的，当然我们并不否认存在风险偏好的投资者；同时，这些假设还对投资者的选择标准给出了说明。而假设（7）则是关于市场有效性的假设。
在满足上述假设之后，CAPM模型可以表示为
式中，E(R)为资产或投资组合的期望收益率；R f 为无风险收益率，投资者可以以这个利率进行无风险的借贷；E(R m )为市场组合收益率；β为资产或投资组合的系统风险测度。
从模型中我们可以看出，资产或投资组合的期望收益率取决于3个因素：①无风险收益率R f ，一般将一年期国债利率或者银行3个月定期存款利率作为无风险利率，投资者可以以这个利率进行无风险借贷；②风险价格，即E(R m )-R f ，是风险收益率与风险的比值，也是市场组合收益率与无风险利率之差；③风险系数β，是度量资产或投资组合的系统风险大小尺度的指标，是（风险资产的收益率与市场组合收益率的协方差）与市场组合收益率的方差之比，故市场组合的风险系数β等于1。
资本市场线（CML）和证券市场线（SML）是CAPM的两个主要结论，其中CML是投资组合理论的直接延伸。
资本市场线描述的是均衡的资本市场上任意投资组合的预期收益率与其风险之间的关系。当市场处于均衡状态时，市场组合m就为切点投资组合，代表了所有投资者对风险资产的投资方式。所有投资者在进行最优投资选择时都是将其资金在无风险资产与m之间进行分配的，无风险资产r f 与m的连线也就是有效集，这条直线形状的有效集就是资本市场线，如图2.6所示。
图2.6 资本市场线
这条直线描述了当市场处于均衡状态时，有效证券投资组合的预期收益率和风险之间的关系。它表明证券投资组合的预期收益率与风险呈线性关系，风险越高，所带来的预期收益率越高；风险越低，所带来的预期收益率越低。
根据图2.6可以求出CML方程。图中m点的坐标为（σ m ,E(r m )),A点的坐标为（0,r f ），则可求出两点的直线方程，即标准的CML直线方程为
式中，斜率
表示的就是风险的价格，衡量的是增加单位风险需增加的预期收益率，或称为承担单位风险所要求的收益率；E(r
m
)-r
f
则表示投资组合的超额收益率。
资本市场线实际上给出了风险资产或投资组合风险与收益率之间的关系，提供了衡量有效投资组合的方法。在引入无风险资产后，有效投资组合就是分布在资本市场线上的点，这条直线就代表了有效边界。这个结论还表明，有效投资组合的风险与收益率之间是一种线性关系。
例如，假定无风险利率为4%，市场组合为(12%,19%,69%），包括3种证券A、B、C，它们的预期收益率和协方差矩阵分别为
协方差矩阵对角线依次为3只证券的方差，其他位置列出的是协方差。由上可知：
可求得E(r m )=22.4%,σ m =15.01%，则
则CML方程为
资本市场线说明了有效投资组合风险和收益率之间的关系，但并没有说明对于非有效投资组合及单只证券的响应情况。实际上，因为单只证券被看成是非有效的，因而单只证券总是在资本市场线以下。那么，如何确定单只证券的收益率和标准差之间的均衡关系呢？
证券市场线描述的是当证券市场达到均衡时，单只证券的收益率与风险之间的关系。当市场均衡时，有SML：
式中，
，称为β系数。上式还可写为
这个式子表明，证券i的超额收益率E(r i )-r f 与其β系数成正比，如图2.7右侧图中的直线即 SML。这条直线由无风险资产的收益率和市场组合的预期收益率共同决定。当市场处于均衡状态时，所有证券或投资组合，不管是有效的还是无效的，全部落在证券市场线上。
资本市场线和证券市场线是 CAPM 的重要结论，从不同侧面描述了风险资产的收益率与风险之间的关系，如图2.7所示。
图2.7 资本市场线与证券市场线的关系
资本市场线描述的是有效的投资组合所满足的关系，给出的是投资组合的预期收益率与其标准差之间的线性关系，单个资产总在资本市场线的右侧。
证券市场线描述的是在均衡状态下单只证券所满足的关系，给出的是单只证券的预期收益率与β系数之间的关系，β系数反映的是该资产对资产组合方差的影响程度或贡献度。在均衡市场中，所有的证券都落在证券市场线上。
证券市场线实际上是资本市场线的一个特例。当单个资产或资产组合有效时，该项资产与市场组合m的相关系数为1，此时的证券市场线和资本市场线是相同的。因为
而该公式即资本市场线的方程。
只考虑一种证券的投资组合，将证券市场线稍作变形，就可以得到特征线方程：
等式左边为单只证券的超额收益率，右边为市场组合的超额收益率与β值的乘积。如果单只证券收益率与市场组合收益率之间的关系依赖过去的经验，那么超额收益率可以依据历史数据计算得出，也可以用来估计证券未来的收益率。
计算出单只证券和市场组合的超额收益率后，以横轴表示市场组合的超额收益率，纵轴表示单只证券的超额收益率，将其描出点来，如图2.8所示。根据散点图作出的回归曲线就是特征线。散点对特征线的偏离是该证券的非系统风险，是特定公司所特有的，通过投资组合可以降低非系统风险。由图2.8可见，特征线的斜率为正，说明市场组合的超额收益率越高，单只证券的超额收益率也就越高。
图2.8 单只证券与市场组合超额收益率之间的关系
根据散点图作出的特征线可能有截距项，因为现实的资本市场并不总是在有效的均衡点上运作的。特征线在纵轴上的截距就是α值，表示当市场组合预期超额收益率为0时，单只证券的预期超额收益率：α值小于0表示单只证券的预期收益率小于无风险收益率，理性的投资者将不会投资该证券，证券的价格会下降，收益率会提高，特征线平行上移至α值为0;α值大于0则有相反的过程发生。
特征线的斜率就是β值。β值在证券市场线方程中反映为单只证券对于整个市场组合的风险程度，在特征线上反映为单只证券的超额收益率对于市场组合的超额收益率变动的敏感程度。如果β值为1，则表示单只证券的超额收益率与市场组合的超额收益率的变动相同，也就是说该证券具有与整个市场相同的系统风险；如果β值大于1，则表示单只证券的系统风险大于整个市场的系统风险；如果β值小于1，则表示单只证券的系统风险小于整个市场的系统风险。
CAPM分析了风险资产的收益率与其对应的风险之间的关系，它指出：所有有效的风险资产或投资组合必定位于CML上；在均衡条件下，所有证券或投资组合必定位于 SML 上。利用这些结论，可以判断一种证券的定价是否被高估或低估，还可以用来作为资产定价的基准。
利用资本资产定价模型可以判断证券的相对吸引力。高风险的股票具有较高的收益率，低风险的股票具有较低的收益率，但难以判断其收益率与风险是否成比例。
如图2.9所示，可以根据证券市场线来判断证券价值的高估与低估。证券A、B、C位于SML上方，证券H、I、J位于SML下方，证券D、E、F位于SML上；其中证券A、D、H的β系数为0.5，证券B、E、I的β系数为1，证券C、F、J的β系数为1.5，分别代表3种风险级别：高风险、平均风险和低风险。图中证券A、B、C位于SML上方，对于相同的风险，其收益率高于相应的证券D、E、F和H、I、J，因而具有更强的吸引力，其价值均被低估；而证券H、I、J位于SML下方，其收益率低于相应风险所对应的收益率，其价值被高估，相对缺乏吸引力；而证券 D、E、F位于SML上，收益率为平均水平，其价值既未被高估，也未被低估。
图2.9 证券价值的高估与低估
在现实的证券市场上，由于存在交易成本及税收等因素，证券一般不会恰好落在SML上，因此现实中的CAPM可能不再是一条直线，而是一个带状的区域，这一带状区域的宽度随市场的不完全性的程度不同而不同，如图2.10所示。
图2.10 现实中的证券市场带
CAPM描述了有效投资组合的收益率与风险之间的线性关系，以及单个资产的收益率与风险之间的关系，可以用来作为风险资产定价的基准。
假设证券i的期初和期末价格分别为P it-1 和P it ,P it 是随机变量，在期初无法确切知道，只能对其期望值进行估计，根据收益率的定义有
根据CAPM有
式中，
，表示单位风险的市场价格，则有
则有
进一步地，有
化简可得
例如，假定某基金收益率以10%的概率等于无风险利率7%，以90%的概率等于市场组合的预期收益率15%，该基金的β系数为0.9，如果每份基金期初包含的资产价值为100元，则基金期末价格的期望值为114.20元，而λCov(P i t ,r m )=β i [E(r m )-r f ]=0.072，则
即该基金的现期价格等于现期价值。
β系数作为度量某种投资风险的指标，表示证券或证券组合的收益率随市场收益率变动而变动的程度。证券或证券组合的β系数越大，系统性风险越大。在证券投资管理中，β系数被广泛应用于证券分析和投资决策中，主要表现在以下几个方面。
（1）证券类型的划分。根据β系数大小可将证券或证券组合分为以下几种：当β > 0时证券或证券组合的收益率与市场组合的收益率同方向运动，当β < 0时则反方向运动；当β < 1时为防御型证券或证券组合，证券或证券组合的收益率比市场组合收益率的波动水平低，如公用事业、食品工业的股票等；当β = 1时为中性投资策略，证券或证券组合的收益率与市场组合收益率的波动完全同步；当1 <β <1.5时，证券或证券组合的收益率比市场组合收益率的波动水平高，这是一种激进型或攻击型的证券或证券组合，如高科技行业等；当β >1.5时，证券或证券组合的收益率比市场组合收益率的波动水平高很多，这是高风险的投资策略选择，如高科技行业、网络行业、传媒行业等。
（2）测度风险报酬与证券估值。β系数测度的是能够带来收益补偿的系统风险，这部分风险不能通过投资组合进行消除。β系数越大，这一证券或证券组合要求的风险报酬就越高。如果证券收益超过风险报酬，则这一证券或证券组合被市场高估；反之则被市场低估。如在证券市场线上，如果A、B两个资产的β系数相同，即风险相同，但A的预期收益率比B的预期收益率高，则投资者愿意买入A而卖出B，这样A的价格上升，B的价格下降，直到恢复均衡。可见，位于证券市场线上方的证券价格被低估了，因为在给定系统性风险水平的条件下，可以提供更高的预期收益率；而位于证券市场线下方的证券价值则被高估了。
（3）作为证券投资组合的重要参数。在进行投资组合选择时，如果根据马科维茨的证券组合选择理论，直接以协方差进行计算，则计算量大而复杂；如果用β系数来替代，则能大大简化计算过程，因而β系数的应用更为广泛，是投资组合决策的重要参数。
（4）衡量证券投资组合的特性。不同的证券投资基金由于风险收益偏好不同，因而构造了不同投资风格的证券组合，如激进型、稳健型等。不同投资风格的基金，证券组合的β系数差异很大，这为投资策略选择和策略调整提供了依据。因此，中小投资者可根据自身的风险承受水平选择不同风格和风险水平的基金，而基金经理可根据投资组合的β系数调整组合结构。
（5）根据市场走势，选择不同β系数的证券或证券组合可获得超额收益。由于β系数是证券或证券组合与市场组合的敏感性指标，因而投资者可以根据不同的市场走势，选择不同β系数的证券或证券组合。具体而言，在牛市中，投资者选择高β系数的证券，从而成倍放大市场收益率，取得高额收益率；而在熊市中，则选择低β系数（甚至负β系数）的证券，从而抵御市场下跌风险。这样一来投资者可以选择比市场组合更好的证券或证券组合，从而达到战胜市场的效果。
CAPM是现代金融学理论的重要里程碑，在现代投资理论与实践中有着非常重要的地位。但 CAPM 是建立在严格条件下的，至少存在以下几方面的缺陷：①前提条件过于严格，模型的实用性存在较大的局限性；②单期静态分析，缺乏从跨期动态均衡的角度考虑资产定价；③缺乏对金融市场微观结构诸要素的分析；④缺乏从投资者行为的角度分析投资者心理与情绪对资产定价的影响。
基于 CAPM 的上述缺陷，该理论对市场的解释能力及对投资者的指导作用必然存在较大的局限性，遭到学术界的不断质疑。为了弥补传统 CAPM 的不足，许多经济学家放宽了CAPM严格限定的前提条件，对传统CAPM进行了拓展，以便找到更真实反映现实经济的资本资产定价模型。
布莱克（1972）提出了一种不需要无风险资产的定价模型。在可行的资产组合中存在几种资产组合，其收益率与市场组合完全不相关，即这些资产组合与市场组合的β系数为零。从这些零β系数的资产组合中选择一个方差最小的资产组合，尽管这个组合没有任何系统风险，但仍存在非系统模型。这种零β系数的资产组合并不影响CML，但会对SML的构造产生影响。此时，截距表示零β系数资产组合的预期收益率，零β系数组合与市场组合结合形成新的市场组合，其风险收益关系也呈线性特征。
传统的 CAPM 是在不考虑税收的条件下推导出来的，即投资者不考虑对不同形式收益的税收影响，所有投资者持有相同的风险资产组合——市场组合。然而现实经济中的税收情况并非如此，不同投资者适用不同的税种和税率，不同资产交易的所得税也有所不同，并且为鼓励证券投资，政府对资本利得的征税一般低于对股票红利的征税。尽管投资者的资产组合的税前期望收益相同，但是税收会导致投资者持有的税后实际投资收益不同，相应地，风险资产的均衡价格将与不考虑税收的情况有所差别。为此，布伦南（1970）首先研究了考虑资本利得与红利税负不同时的资本资产定价模型。考虑到税负不同的条件，任意资产的收益率可表示为
式中，D m 、D i 分别表示市场组合和资产i的红利收益率，T d 、T g 分别表示证券市场资本利得税和红利税。
在上述模型中，如果红利税税率等于资本利得税税率，税负调整系数T为0，则这个模型就演变为简单形式的资本资产定价模型。如果税率是有差别的，则预期收益率就像简单形式的资本资产定价模型一样，线性地依赖β系数。当对红利征税的平均税率高于资本利得税税率时，税负调整系数T为正值，预期的税前收益率是红利收益率的增函数，相应地，红利税与资本利得税的税率差别越大，预期收益率就越高。
针对资本资产定价模型是单期的、静态的特征，以默顿（1973）为代表的经济学家提出了基于多期的资本资产定价模型。他们的研究表明，在投资者最大限度地扩大其一生的消费期望效用时，经典的单期资本资产定价模型就可以扩充为多期资本资产定价模型。在该模型中，由于投资者效用是在多阶段条件下的最大化求解，因此，除资产投资收益外，还要考虑收入、消费支出、利率等约束变量，通过构建多阶段的动态规划模型进行均衡求解，以此得出类似证券市场线的结果。
式中，
是投资者可用来对冲他所关注的风险资产组合的预期收益率。
ICAPM 表明，在市场动态均衡的条件下，资产的风险不仅与市场组合的敏感度有关，而且与其他状态变量的敏感度有关，从而弥补了传统 CAPM 仅对市场予以补偿的缺陷，因而具有更强的现实解释力。不足之处在于，ICAPM 并未描述影响投资可行集的状态变量是什么，也没有给出寻找与状态变量完全相关的资产（组合）的具体途径。
在夏普-林特纳的单期静态资本资产定价模型和默顿的跨期资本资产定价模型的基础上，鲁宾斯坦（1976）、卢卡斯（1978）、布林顿（1979）等发展了基于消费的资本资产定价模型，以及建立在该模型基础上的其他衍生模型。CCAPM 不以均值-方差分析为出发点，而以阿罗-德布鲁一般均衡模型为基本分析工具，构建代表投资者期望效用函数最大化的均衡价格方程。
令u(.)为t时期的效用函数（增函数）,p t 为资产在t期的价格，E t 为条件期望表达式，c t 、c t+1 分别代表消费者（投资者）在 t 期和 t+1期的消费水平，x t+1 为资产在t+1期的收益，λ为主观折现因子，用来度量消费者推迟消费的忍耐程度，e为消费者的初始消费水平，δ为消费者购买的资产数量。这样可以对消费者选择的两期模型进行跨期选择的最优化求解。
对上述最优规划进行求解，就可以得到消费者效用最大化的一阶条件。
将上式变形可得
这就是基于消费的资本资产定价模型，其中
被称为随机贴现因子，也就是跨期消费的边际替代率。
谢夫瑞和斯德特曼（1994）在行为金融等研究成果的基础上，提出了行为资本资产定价模型。行为资本资产定价模型突破了理性人假定和效率市场假说的前提，既有限度地接受了市场有效性，也秉承了行为金融学所奉行的有限理性，从而论述了行为决策问题对市场的影响。围绕如何通过噪声交易者风险的定义和衡量，分析市场超额收益率和风险之间的关系，从而更加全面地认识市场中的资本资产定价关系。经过BCAPM修正后的市场风险报酬水平包括两部分：传统CAPM中的β系数代表的风险收益和噪声交易者风险所导致的超额收益水平。即BCAPM的理论框架就是在CAPM的特征上，把以噪声交易者为代表的投资者信念、情绪和行为反应等行为因素加入资本资产定价机制中，从而形成行为资本资产定价理论的框架。
为了解释 BCAPM，令ρ * 表示价格有效时的均值-方差因子ρ M V ，它是市场组合报酬的函数或市场因子；β * 表示与市场因子相对应的证券 Z 的β系数，证券 Z 的预期收益率为
式中，E ∏ ρ*表示预期报酬，i 1 为利率水平，E ∏ ρ*-1-i 1 表示价格有效时的升水，A(Z)称为异常报酬率的期望值。如果价格有效，并且根据市场因子ρ * 对证券风险资产进行定价，那么A(Z)为0。然而，当价格非有效时，仍假定ρ * 是对风险进行定价的唯一因子，在这种情况下就有可能发现非零的异常报酬率。
为了说明异常报酬率的期望值与传统资本资产定价模型的偏差，在图2.11中引入了两条线：一条是均值-方差有效线（经过无风险利率r f 和均值-方差因子ρ MV 的风险报酬率两点）；另一条为资本市场线（经过无风险利率和市场因子ρ * 的风险报酬率两点）。由图2.11可见，由于投资者有限理性的噪声因素，导致市场组合风险升水或贴水，从而使得异常报酬率的期望值可对升水或贴水值进行解释。
图2.11 行为资本资产定价对收益率异常现象的解释
流动性是市场以合理价格迅速处理资产的能力。证券市场流动性可从4个方面加以定量描述：宽度（交易价偏离中间价的程度）、深度（在给定报价下可以交易的股票数）、弹性（委托不平衡的调整速度）和即时性（达成交易所需的时间长度）。基于流动性的资本资产定价模型考虑了资产流动性对证券预期收益率的影响。从理论上讲，股市存在流动性溢价，即换手率低、交易成本高且流动性小的资产具有较高的预期收益率。
如果股票流动性低，则交易成本越大，投资者对持有该资产的预期收益率就越高。Amihud和Mendelson（1986）对流动性与资产定价的这种理论关系最早提出了流动性对资产价格的影响模型，并对纽约证券交易所1961—1980年的数据进行了经验研究，取得了与上述理论一致的实证结果。他们认为，在均衡状态下，实行报价驱动交易制度的证券市场存在消费群效应，即投资者会主动挑选流动性小和交易成本大的资产置于长期的投资组合中，流动性可由买卖价差衡量，股票的预期收益率是其相对买卖价差的分段线性和整体凹性增函数。这表明，在给定β系数的前提下，流动性好的证券预期收益率较低，而流动性差的证券预期收益率较高。