본 연구에서는 우리나라 외환위기 회복 이후기간인 1999년부터 2003년까지 5개년의 시계열을 갖는 390개 상장기업의 균형패널자료를 이용하여 기업다각화가 기업가치에 미치는 영향을 분석하였다. 실증결과에 의하면 첫째, 다각화수준과 기업가치간에는 逆U字형 비선형관계가 존재하는 것으로 나타났다. 기업다각화의 진전이 일정수준까지는 긍정적인 효과가 크게 나타나지만, 일정수준을 넘어서면 부정적인 효과가 커져서 기업가치의 감소를 가져오는 것으로 나타났다. 즉, 다각화수준이 일정수준 이하인 경우에는 다각화수준이 증가하면 기업가치가 증가하여 기업가치 증대가설인 운용효율가설, 내부자본시장의 효율성가설, 공동보험효과가설, 생산성효율가설 등에 의해 설명될 수 있고, 일정수준 이상인 경우에는 다각화수준이 증가하면 다각화에 따른 가치손실이 발생하여 정보비대칭비용가설, 상호지원효과가설, 과잉투자가설 등이 성립한다는 것을 알 수 있었다. 둘째, 분석자료가 가지고 있는 횡단면-시계열적 특성을 반영하지 않은 분석방법을 사용하는 경우에는 분석결과에 큰 차이를 가져올 수 있음을 알 수 있었다. 확률효과모형이나 OLS모형을 이용한 분석에서는 다각화와 기업가치간에 의미 있는 영향관계를 발견할 수 없었다. 그러나 고정효과모형을 이용한 분석에서는 다각화와 기업가치간에 逆U字형 비선형관계가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 향후 연구에 있어서 횡단면-시계열자료를 이용하여 분석하는 경우 자료의 특성에 맞게 방법론을 신중히 선택할 필요가 있음을 알 수 있었다.