碳排放权交易市场已经成为治理气候问题和实现排放权优化配置的有效手段，非完全市场中寡头势力的存在，使碳交易市场的配置效率需要政府对碳排放权限额宏观调控来保证。碳排放权分配涉及到各方面的制约关系，使得碳排放权分配不仅是简单的规划问题，而是兼顾多方行为、决策偏好的复杂博弈问题。　　本文针对以往的研究中，排放权分配机制考虑因素比较单一笼统，忽略了交易市场微观结构和企业行为偏好，不能很好的反应企业的排放需求的缺点，提出了基于博弈论的碳排放权分配优化和监督机制。　　首先在非线性规划的基础上，建立了一主多从的多阶段博弈理论模型来设计碳排放权分配机制，对企业和政府在两个市场中的决策过程分阶段描述，研究了分配机制的多阶段动态过程、静态博弈结构和稳态调节，分析了在环境污染程度和减排技术变动的条件下博弈均衡决策变量之间的关系，对企业在商品市场同时决策和先后决策的行为做出了对比。结论显示企业的均衡产量会随着碳排放权限额的增大而增多，减排量则呈现相反的趋势，分配机制对减排技术的提高起到了激励作用，具有先动优势的企业会获得更多的利润。　　然后，着重分析了企业合作行为的改进碳排放权分配模型，按照不同的合作方式对新模型的参数配置，利用Shapley模型,基于企业的技术成本贡献对最终利润分配，并作为单个企业排放权分配的参考标准，通过数据分析得出了不同条件下企业的最优合作决策。　　最后，基于政府监督力度和企业配合度之间的博弈关系，设计了排放权分配监督机制，保障碳排放权分配机制的有效运行，分析了监督成本、惩罚因子、企业对惩罚信息是否知情对博弈均衡的影响。