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不同代费米子之间的混合一直是基本粒子理论中一个非常重要又有趣的问题，这点通过相关文章的引用数量就可以明显的看出来，根据inspire的结果，Cabibbo1963年发表的关于两代费米子混合的文章已被引用了4390次，Kobayashi和Maskawa1973年发表的关于三代费米子混合以及CP破坏的文章被引用了7596次。在粒子物理标准模型中，造成混合的原因是费米子与Higgs的Yukawa耦合常数并不是对角的，这样在对角化Yukawa耦合常数时，会在带电流相互作用中出现额外的因子，即混合矩阵。一方面，对于不同代夸克之间的混合，通过对强子衰变过程的研究，我们已经了解的比较清楚，而且随着Higgs在LHC上被发现，夸克以及带电轻子的质量来源问题也可以通过对称性自发破缺机制得到很好的解释。另一方面，通过中微子振荡实验已经确定了中微子是有质量并且混合的，而且对中微子混合矩阵的研究已经开始进入精确测量的阶段，但是对于很多问题，例如中微子的绝对质量、中微子质量的排序、中微子混合的CP破坏等我们依然无法回答，而这些问题与更为本质的理论问题紧密联系，包括中微子质量的来源，中微子是狄拉克费米子还是马约拉纳费米子，中微子CP破坏与宇宙中正反物质不对称性是否有联系等等，都是非常吸引人的重大课题。因此研究费米子混合尤其是中微子的混合、以及中微子振荡，对探索基本粒子的本质，探索宇宙的演化都有非常重要的意义。 本文的前两章分别介绍了夸克混合与中微子混合（轻子混合）的基本理论和当前实验进展，尤其对中微子振荡的现象学做了比较详细的介绍，包括真空中中微子的振荡和物质中中微子的振荡，以及中微子振荡实验对于现有理论的约束，并且就一些前沿问题例如中微子CP破坏，中微子质量来源，宇宙正反物质不对称性产生机制(leptogenesis)，无中微子双贝塔衰变等做了简要的介绍。 第三章主要介绍了关于费米子混合矩阵参数化的研究进展，这方面工作的主要动机有两方面，一方面是探索新的参数化方法对于理解某些物理问题例如CP破坏、混合矩阵幺正性等有很大的帮助，另一方面是通过一些唯象关系可以把夸克混合与中微子混合结合起来，用统一的参数化方法进行描述，这种统一的参数化方法对于寻找夸克与轻子混合之间更为本质的联系有重要的启示意义。 第四章的内容可以看做是第三章的延续，但是是从混合矩阵之间的关系而非参数化之间的关系出发进行讨论的。通过建立夸克混合矩阵与中微子混合矩阵的唯象学关系，可以利用已经测量的很精确的夸克混合参数来对中微子混合做出预测，而这种唯象学关系背后又隐含着例如味道对称性等理论框架，进一步通过实验对唯象关系做检验，就可以帮助我们更好的理解混合的机制。 对中微子振荡过程的完整描述需要用到波包的概念，同时中微子传播过程中与其穿过的物质之间的相互作用也对中微子振荡有很大的影响，因此，想要精确的描述中微子振荡，就需要同时考虑波包效应和物质效应，在第五章中对这两种效应进行了结合，这样不仅有助于提升中微子混合参数的测量精度，还对寻找惰性中微子等超出标准模型的新物理有很大帮助。 第六章对本文的主要内容做了总结，并对费米子混合，中微子振荡将来的理论与实验发展做了简要的讨论和展望。