Este trabalho busca apresentar, de forma clara e simples, as bases que sustentam a Teoria das Opções Reais, uma ferramenta alternativa para análise de investimentos que vem, nos últimos anos, substituindo outros métodos mais tradicionais. Com uma abordagem focada para a indústria do petróleo e do gás natural, o texto mostra como a metodologia pode ser aplicada em projetos que envolvem incertezas técnicas e econômicas e busca transmitir a importância da flexibilidade gerencial na gestão do negócio, bem como introduzir essa variável na análise do projeto, agregando valor ao mesmo. Exatamente essa flexibilidade será o grande diferencial da Teoria das Opções Reais em relação ao tradicional método do Fluxo de Caixa Descontado. A base matemática empregada nos instrumentos derivativos do mercado financeiro servirá de suporte para a introdução aos cálculos do valor da opção real, cabendo ressaltar que, para os casos com maior grau de complexidade (projetos em E&P, por exemplo), a ajuda virá de métodos de solução e aproximação analítica. Por fim, a resolução de um estudo de caso de um projeto de E&P esclarece pontos sobre a aplicabilidade da ferramenta, compara os resultados encontrados por cada um dos três métodos (solução analítica, aproximação de Barone-Adesi & Whaley e aproximação de Bjerksund & Stensland) e comprova as vantagens da Teoria das Opções Reais sobre outras metodologias.