A portfólióoptimalizálás lényege, hogy a befektetők a várható hozam maximalizálása és a pénzügyi kockázat minimalizálása közötti egyensúlyt keressék, ami egy többcélú optimalizálási feladatot jelent. A modern portfólióelmélet alapjait Harry Markowitz fektette le 1952-es doktori értekezésében, amelyben bevezette a hatékony határgörbe fogalmát: az ezen a görbén elhelyezkedő portfóliók adják a legjobb hozamot egy adott kockázati szint mellett, és mindegyik jól diverzifikált. A gyakorlatban az optimalizálás gyakran kétlépcsős folyamat: először az eszközosztályok (például részvények és kötvények) arányát határozzák meg, majd az egyes osztályokon belül választják ki a konkrét értékpapírokat, ezzel kiküszöbölve a nem szisztematikus kockázatokat. A matematikai megoldás során a szakemberek hasznossági függvényeket alkalmaznak, ahol a kockázat költségét egy kockázatkerülési paraméterrel súlyozzák, és gyakran további korlátozásokat (például szektor- vagy régiós súlykorlátokat) építenek be a diverzifikáció javítására. Kihívást jelent azonban, hogy ha a hozamok eloszlása nem Gauss-eloszlású, a matematikai optimalizálás lényegesen bonyolultabbá válik, ezért alternatív megoldásként von Neumann–Morgenstern típusú hasznossági függvényeket is alkalmaznak a végső portfólióvagyonra.