每年国家自然科学基金委员会要受理大量的申请项目，公平合理的评价这些申请项目对我国的科技发展有巨大的影响。这不仅涉及到资金的合理分配和优化利用等问题，也是科研工作者十分关心的问题。本文以国家自然科学基金为主要研究对象，讨论了优化理论、复合序列比较方法、归一化方法在基金评审中的应用。并在此基础上首次提出了关于评审专家反评估的模型及算法。 本文主要工作如下： 首先应用复合序列比较方法，建立关于上述方法的自然科学基金项目评审模型，讨论了有关性质，并最终给出基金项目评审的复合序列比较方法及应用结果。 根据国家自然科学基金经常出现难于处理的可上可下的划分问题。提出了非共识度、最大非共识度的概念，论述了它们的数学性质，计算方法及在某学科面上项目基金中的应用。并在此基础上，提出了消除项目之间非共识度差异的归一化方法。 根据以往国家自然科学基金选择评审专家的境况，创新性地提出了专家反评估的概念和方法，以及命中率、成功率等概念。 最后，将关于项目评审的归一化方法及专家反评估方法，结合定性和定量的方法，开发国家自然科学基金项目评审软件，并在国家自然基金委员会的某学科项目评审中得到实际应用。