L'examen des principaux apports de la littérature théorique permet de mieux cerner la notion de profitabilité d'un projet d'investissement, puis le rôle de cet indicateur dans la décision d'investissement des entreprises.
Lorsqu'ils évaluent la rentabilité d'un projet d'investissement nouveau, les dirigeants d'une entreprise comparent le coût de ce projet à la valeur, ramenée à la date présente, des flux de profits futurs que ce projet peut rapporter. On définit ainsi la profitabilité interne d'un projet d'investissement comme la somme actualisée au coût du capital des anticipations de flux de profits engendrés par 1 franc d'investissement supplémentaire.
On compare ainsi le rendement de l'investissement physique au coût du capital. Ce dernier mesure le coût d'opportunité des projets dans les cas où l'investissement est financé par rétention sur les fonds propres, puisque les gestionnaires de l'entreprise arbitrent entre investissements physiques et placements financiers. Il mesure également le coût de financement des projets dans le cas où ce financement se fait par endettement auprès des banques ou, pour certaines grandes entreprises, directement par émission de titres au taux du marché ou encore par émission d'actions.
On ne peut pas observer la profitabilité interne ainsi définie : d'une part celle-ci dépend des anticipations des gestionnaires de la firme, d'autre part elle est nécessairement marginale, étant relative aux investissements nouveaux. Par contre, on observe bien la profitabilité évaluée par les acteurs du marché, actionnaires et créanciers de l'entreprise. Elle peut être mesurée très simplement par le rapport de la valeur de marché de la firme (la somme de la valorisation boursière et de l'encours de dettes) au coût de remplacement de son stock de capital physique. On l'appelle généralement profitabilité de marché, ou encore q de Tobin moyen ; Tobin (1969) en avait initialement proposé une mesure simplifiée assimilant la valeur de marché de la firme à sa valeur boursière.
Mais ces deux définitions de la profitabilité, l'une observable sur les marchés mais extérieure à l'entreprise, l'autre non observable mais liée aux fondamentaux de l'entreprise, peuvent en fait ne pas coïncider.
Tout d'abord, la profitabilité interne de l'investissement est une grandeur marginale, alors que la profitabilité de marché est une grandeur moyenne qui évalue l'ensemble du stock de capital existant. On propose souvent comme exemple d'écart entre profitabilité marginale et moyenne l'effet d'un choc sur le prix de l'énergie : celui-ci rend moins profitable le capital physique existant et profitable tout nouvel investissement permettant d'économiser l'énergie.
Par ailleurs, la présence de systèmes d'imposition différents sur les bénéfices des sociétés d'une part, sur les dividendes reçus et les plus-values boursières d'autre part, fait qu'un même projet ne rapporte pas la même somme, suivant son mode de financement, à la firme et à ses actionnaires.
En outre, l'évaluation de projets d'investissements par les dirigeants ou les gestionnaires de l'entreprise peut différer de celle des intervenants du marché – actionnaires ou créanciers – pour des raisons d'asymétrie d'information. Les dirigeants sont généralement les mieux informés sur les perspectives de profits de la firme et sur les politiques futures de dividendes, et, le plus souvent, ils rendent publiques leurs informations au travers de publications financières ; mais ils peuvent aussi les révéler par leurs comportements ou même les déformer
Enfin, ces évaluations peuvent différer, du fait des comportements spéculatifs qui font dévier les cours boursiers de leur valeur dite "fondamentale" liée aux dividendes versés ou aux profits. Cette situation peut apparaître du fait d'asymétries d'information, cette fois parmi les intervenants du marché ou, encore, du fait de l'irrationalité de certains agents. Dans ce cas, le marché est soumis à des phénomènes de modes que Morck, Shleifer et Vishny (1990) résument sous le terme de “sentiment de l'investisseur” ; il peut ne pas être efficient.