为了精确衡量债券收益，一般使用债券收益率这个指标。债券收益率是债券收益与其投入本金的利率，通常用年率表示。债券收益不同于债券利息。债券利息仅指债券票面利率与债券面值的乘积。但由于人民在债券持有期内，还可以在债券市场进行买卖，赚取价差，因此，债券收益除利息收入外，还包括买卖盈亏差价。
决定债券收益率的主要因素，有债券的票面利率、期限、面值和购买价格。最基本的债券收益率计算公式为：
债券收益率=（到期本息和-发行价格/发行价格*偿还期限）*100%
由于债券持有人可能在债务偿还期内转让债券，因此，债券的收益率还可以分为债券出售者的收益率、债券购买者的收益率和债券持有期间的收益率。
各自的计算公式如下：
债券出售者的收益率=（卖出价格-发行价格+持有期间的利息/发行价格*持有年限）*100%
债券购买者的收益率=（到期本息和-买入价格/买入价格*剩余期限）*100%
债券持有期间的收益率=（卖出价格-买入价格+持有期间的利息/买入价格*持有年限）*100%
如某人于1995年1月1日以102元的价格购买了一张面值为100元、利率为10%、每年1月日支付一次利息的1991年发行5年期国库券，并持有到1996年1月1日到期，则：债券购买者收益率=[（100+100*10%-102）/102*1]*100%=7.8%
债券出售者的收益率=（102-100+100*10%*4/100*4）*100%=10.5%
再如某人于1993年1月1日以120元的价格购买了面值为100元、利率为10%、每年1月1日支付一次利息的1992年发行的10年期国库券，并持有到1998年1月1日以140元的价格卖出，则债券持有期间的收益率=（140-120+100*10%*5/120*5）*100%=11.7%。
以上计算公式没有考虑把获得的利息进行再投资的因素。把所获利息的再投资收益计入债券收益，据此计算出来的收益率，即为复利收益率。