近年来,我国对大型工程项目的需求越来越大,投资建设这类项目已成为一国促进经济增长和推动结构调整的重要方式。政府根据它的特点,逐步放宽政策,鼓励民间资本投资大型工程项目,对于项目的融资渠道和融资方式也越来越多样化,如PPP,BOT,PFI等。而由于大型工程项目投资建设过程中的不确定性等因素的影响,如何提高私人投资者参与投资的积极性,关键在于在项目投资过程中平衡各参与主体之间的利益,投资者总是希望以最少的投入获得最大的收益,而投资者要想获得利益的最大化即达到经济效益的最佳状态,就需要作出科学合理的投资决策,而期权博弈方法是做出这一科学合理决策的主要方法。本文基于大型工程项目的主要参与主体与投资决策的相关概念及期权博弈理论,分析了大型工程项目投资决策的期权博弈特性与在我国大型工程项目中的应用及问题,并运用期权博弈方法,构建了大型工程项目投资决策的期权博弈模型,并运用matlab进行数值模拟。研究结果表明,若政府以最低收益率担保,收益波动率一定的情况下,随着最低担保收益率的增加,投资阈值与风险价值逐渐下降,投资者可以通过提前投资来获得收益;而在政府最低担保收益率一定的情况下,随着收益波动率的增加,投资阈值与风险价值逐渐上升,投资者会通过延迟投资、等待以收集更多信息来规避风险。若政府参与风险分担,收益波动率一定的情况下,随着政府投资比例的提高,投资阈值与风险价值逐渐下降,投资者可以通过提前投资来获得收益;而在政府投资比例一定的情况下,随着收益波动率的增加,投资阈值与风险价值逐渐上升,投资者会通过延迟投资、等待以收集更多信息来规避风险。随后,将构建的投资决策期权博弈模型应用于广深高速公路的决策中,并指出应用中应注意的问题。最后从项目参与各方树立和谐共赢的理念、完善大型工程项目投资体制、投资者根据项目实际情况灵活进行决策及加强对项目合理收益水平的测算与监督出发,提出了提高大型工程项目投资决策的政策建议。