Após uma criteriosa revisão de trabalhos acadêmicos que aplicam a abordagem de opções reais para a avaliação de concessões de infraestrutura e identificação das principais lacunas dessa literatura, desenvolvemos esta Tese, composta por quatro estudos independentes. O primeiro explica o modelo binomial e mostra como incorporar os fluxos de caixa do projeto usando a taxa de dividendos para criar a treliça de valor do projeto. Desenvolvemos um código em R, fornecemos um tutorial sobre este modelo e mostramos como o código pode ser personalizado para aplicações específicas. O segundo mostra porque cláusulas obrigatórias de investimentos adicionais em contratos de concessão são subótimos e propõe um modelo de opções reais que combina decisões flexíveis de expansão de capacidade com extensões condicionais de prazo. Usando um projeto de rodovia no Brasil, mostramos como essa flexibilidade pode ser útil para atrair investimentos privados em projetos públicos de infraestrutura. O terceiro avalia a concessão de um Veículo Leve sobre Trilhos no Brasil. Adotamos a abordagem de opções reais para modelar as cláusulas flexíveis embutidas neste contrato e analisamos se elas são conflitantes entre si e como impactam a avaliação geral do projeto. Por fim, o quarto utiliza testes de Raiz Unitária, Razão de Variância e Medida de Abordagem de Parâmetros para avaliar o processo estocástico mais adequado para modelar a incerteza de demanda de passageiros em concessões aeroportuárias no Brasil. Analisamos amostras ex-ante e ex-post covid-19 e mostramos que tanto a sazonalidade quanto a pandemia impactam significativamente o modelo de difusão estocástica.