Este trabalho avaliou uma empresa start-up de biotecnologia à luz da teoria de Opções Reais. O objetivo principal foi averiguar a adequação deste modelo na avaliação de empresas inovadoras, sujeitas a grande risco, de forma a captar o valor das flexibilidades gerenciais presentes neste tipo de empreendimento. Para verificar a subavaliação provocada pelo método de Fluxo de Caixa Descontado ao desconsiderar o valor das opções, foi realizado um estudo de caso na empresa BioNatural, incubada no Polo BioRio de Biotecnologia, localizado no campus da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Os resultados da avaliação financeira de um projeto de pesquisa específico indicaram uma subavaliação da ordem de 16%. Os resultados reforçam a visão de que a Teoria de Opções Reais pode ser mais adequada para avaliar empreendimentos sujeitos a extrema incerteza, captando um valor não mensurado pelas técnicas tradicionais de avaliação de projetos.