在证券投资中，证券投资收益和风险是相伴相生的，然而证券投资收益和风险的本质是什么，如何计量才能真正反映其本质，如何在收益与风险中寻求平衡，一直是证券投资领域讨论的焦点问题。本文首先对证券投资基本理论做出综述。提出了证券投资的相关内容，明确了证券投资的基本概念、内涵、步骤：第二，给出了符合投资者心理和投资实际的证券投资收益概念和风险概念，以及两者的相互关系。在明确了证券投资收益和风险本质的基础上，设计了证券投资收益和风险的计量方法。随后，利用灰色系统原理及GM(1，1)模型，对收益进行预测；建立灰色多目标规划模型，对收益与风险进行组合优化研究。在实证研究中，选取上海证券交易所的部分股票作为研究样本，应用灰色多目标规划模型进行投资组合优化方法研究，从而得到了在不同风险水平下的组合收益和风险值。在此基础上，将灰色多目标规划模型与马克威茨的均值—方差模型进行了比较分析。在研究的过程中，我们使用Excel和SPSS软件进行基础数据的处理和分析，在灰色多目标规划模型的计算中，应用和MATLAB软件进行优化方法的计算和检验。本文的结论是，通过对证券投资收益和风险的本质的界定，利用灰色系统理论和灰色多目标规划模型对收益、风险的研究较马克威茨模型更科学、准确，能够做到风险最小与收益最大之间的平衡。