为了克服参数化利率期限结构模型的缺陷，本文采用非参数方法研究利率期限结构模型，利用Kolmogorov方程及其共轭方程得出利率服从扩散过程的漂移率、波动率以及利率密度函数三者之间的关系，通过非参数核密度估计方法来构建利率期限结构模型中的波动率表达式与利率密度函数的表达式，进而得到利率期限结构模型中的漂移率函数。并将这样一种新的方法运用到期权关联石油债券定价中，同时结合风险中性概率，利用二叉树数值定价方法演算出期权关联石油债券的价值变动过程。　　 更好的体现非参数估计方法的优点和本文的研究价值，还考虑服从Vasicek利率期限结构模型的期权关联石油债券的定价问题。研究方法是在无套利市场假设下，利用delta-对冲原理得出与之相适应的偏微分方程模型，并通过计价单位转换与零息票债券相适应的偏微分模型，得到基于Vasicek利率期限结构模型期权关联石油债券价值的解析解。同时本文还考虑了服从CIR利率期限结构模型的期权关联石油债券的定价问题，同样在无套利市场假设下，利用delta-对冲原理得出与之相适应的偏微分方程模型，本文采用一种新方法：蒙特卡洛模拟方法来实现模型的数值解。　　 最后实证分析三种不同利率期限结构模型的期权关联石油债券得出：在漂移率估计方面，非参数方法估算的漂移率为利率的非线性函数，而Vasicek模型与CIR模型都假设漂移项是利率的线性函数；在波动率估计方面，Vasicek模型的波动率为常数，CIR模型的波动率平方为利率的线性函数，而非参数方法估计的波动率平方为利率的非线性函数。同Vasicek利率模型与CIR利率模型的均值回复一样，非参数利率模型也表现出了较弱的均值回复特性。在定价方面：非参数方法测算的期权关联石油债券价值最低，而Vasicek利率期限结构模型的期权关联石油债券的价值最高。