美國著名金融學家、諾貝爾經濟學獎獲得者HarryMarkowitz在其1952年的《資產組合選擇》一文中，第一次從風險資產收益率與風險的關係出發，運用均值-方差探討了不確定性條件下資產組合的最優選擇問題。在其奠基性工作之上，著名經濟學家William、John和Jan分別在1964年《資本資產定價：風險條件下的均衡理論》、1965年《風險資產的價值、股票資產組合的風險投資選擇和資本預算》和1966年《資本資產市場均衡》中提出了資本資產定價模型。它以簡潔優美的形式刻畫了期望收益和風險之間的關係，推理嚴密，與人們直觀感覺相吻合。
CAPM有多種形式，Sharpe-Lintner模型假定投資者能夠以無風險資產利率進行借貸，其數學表達式為：其中，為第i項資產的期望收益率，為有效市場組合的期望收益率，。Black放鬆了投資者可以按無風險利率借貸的假設，推導出了零-CAPM：對CAPM的實證檢驗一般針對Sharpe-Lintner模型進行，本章也采用該模型進行檢驗。CAPM從理論上說明在有效資產組合中，由於非係統風險可以通過同時持有多項資產而消除掉，資產的期望收益僅與該資產的係統風險相關，非係統風險得不到定價。因此對CAPM的檢驗實際上就是驗證是否對資產的期望收益具有完全的解釋能力，這裏描述了一項資產的係統風險。
如果CAPM有效，且真實市場組合可以得到，則對任意資產均有公式成立，即有：成立。由於，對於各項資產是一樣的，這就可以通過各項資產的橫截麵回歸對CAPM進行檢驗。先進行時間序列回歸，計算出：再加入其他變量（及非係統風險）進行橫截麵回歸，驗證是否是期望收益的唯一解釋變量：對於資產組合，分別有：其中，為公式、公式回歸方程中誤差項的標準差，表示非係統風險。假定，均服從正態分布。
按照公式，Fama和Macbeth在其1973年的文章中給出了CAPM實證檢驗的含義：
（1）資產期望收益與其係統風險的關係是線性的，即有；
（2）在一個由風險厭惡投資者組成的市場上，資產期望收益與其係統風險正相關，即有，且；
（3）由於非係統風險可通過持有多項資產消除掉，根據CAPM非係統風險不會得到補償，因此有。
其中，表示以外的變量，包括反映公司特征的變量，如公司規模、賬麵價值/市場價值、市盈率和杠杆比率（賬麵資產/市場價值）等，反映非係統風險的時間序列回歸誤差標準差，以及非線性關係的高階項等。