سرمایه گذاری در بخش کشاورزی از اهمیت و جایگاه خاصی برخورداراست. زیرا سرمایه-گذاری در این بخش، به دلیل افزایش پیوسته تقاضا برای مواد غذایی و محصولات کشاورزی می تواند رشد تولید و اشتغال در این بخش و سایر بخش های اقتصادی را فراهم سازد. اما به دلایلی از جمله ریسک بالای تولید محصولات کشاورزی سرمایه گذاری کافی در این بخش صورت نمی پذیرد. بیمه محصولات کشاورزی، یکی از مناسب ترین راهکارهایی است که برای رویارویی با ریسک و عدم اطمینان موجود در بخش کشاورزی مورد توجه صاحب نظران قرار دارد. لذا در این پژوهش، به بررسی اثر بیمه کشاورزی بر سرمایه گذاری در زیربخش زراعت استان خراسان رضوی با استفاده از الگوسازی چندسطحی و همچنین عوامل موثر بر سطح زیرکشت بیمه شده محصولات توسط کشاورزان با استفاده از الگوی توبیت پرداخته شده است. آمار و اطلاعات مورد نیاز پژوهش از روش نمونه گیری خوشه ای دومرحله ای با استفاده از پرسشنامه و مصاحبه حضوری در سال زراعی 92-1391 از 595 کشاورز زراعی جمع آوری گردید. نتایج حاصل از برآورد الگوی چهارسطحی نشان داد که بخشی از ناهمسانی های سرمایه گذاری مربوط به قرار گرفتن کشاورزان در سطوح مختلف (اقلیم، شهرستان و بیمه) است. نتایج مطالعه همچنین نشان داد که عواملی نظیر وام، سال بیمه، سطح زیرکشت بیمه شده، دارای اثر مثبت و معنی دار و نوع منبع آب در دسترس اثر منفی و معنی دار بر سرمایه گذاری داشته اند. نتایج الگوی توبیت نیز نشان داد که مهمترین عوامل موثر بر افزایش سطح زیرکشت بیمه شده توسط کشاورزان نوع اقلیم، تحصیلات، سابقه بیمه، دارایی، نسبت غرامت دریافتی به حق بیمه پرداختی، درآمد و سرمایه بوده است. با توجه به یافته های پژوهش پیشنهاد می شود که برای افزایش سرمایه-گذاری در بخش کشاورزی و کاهش ریسک این بخش به بیمه محصولات کشاورزی توجه شود. همچنین پیشنهاد می شود برای اثر بخشی بیشتر بیمه محصولات کشاورزی خدمات بیمه ای ارائه شده بر اساس نوع اقلیم و حتی شهرستان های هر استان متفاوت در نظر گرفته شود.