灰色系统理论是我国著名学者邓聚龙教授创立的，以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”，“贫信息”不确定性系统为研究对象，主要通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统运行规律的正确认识和有效控制，已广泛应用于社会、经济、科技、工业、农业、生态、生物等各个领域。本文全面系统的论述了灰色系统的基本理论，灰色建模的思想和建模过程，以及近来研究非常深入的改进灰色模型和组合模型内容。同时还吸收了近年来在灰色领域取得的理论和应用研究成果，展示出灰色系统理论这一新学科的概貌以及发展动态。在现行灰色理论的基础上，根据国家统计局对我国宏观经济修定的最新统计数据，在对原始数据进行预处理的过程中加入缓冲算子，弱化干扰因素，建立改进的灰色模型，对“十一五”期间我国宏观经济发展趋势进行预测和实证分析。结果表明，改进的灰色模型具有更好的精度和稳定性，其结论符合我国实际，为“十一五”中国经济和社会发展提供了有益的参考。为进一步检验灰色改进模型的实用性，根据中国人口的最新统计资料(1949—2006)，建立灰色改进模型，对2007-2050年我国人口的发展趋势进行预测研究。结果发现，改进灰色模型在未来中国人口的中长期预测中也具有高度的精确性和稳定性，预测结论可信。最后根据误差补偿的思想，提出一种基于离散灰色与神经网络的组合模型，并对“九五”和“十五”期间的中国城镇居民家庭可支配收入进行实证研究，结果表明，组合模型比单一模型具有更好的预测精度而且还尽可能地保留了单一模型所涵盖的信息。因此，组合模型有更深层次的发展空间，成为近年来灰色理论研究的重点方向。