在国际投资协定谈判中，所面临的挑战也与贸易谈判基本一致：在使用非歧视原则的利益和保留适当灵活性，以支持国内投资者和生产者并实现在其他特定国内政策目标之间寻求一种可行的平衡。
一、最惠国待遇和国民待遇
最惠国待遇和国民待遇是国际投资协定中应用非歧视原则最常用的两个标准。最惠国待遇包括两个方面：
一是缔约一方的国民或公司在缔约另一方领土内的投资所享受的待遇，不低于任何第三国国民或公司的投资所享受的待遇；
二是缔约一方的国民或公司在缔约另一方领土内与投资有关的活动所享受的待遇，不低于任何第三国国民或公司与投资有关的活动所享受的待遇。
从协定内容看，最惠国待遇的适用范围主要有三方面：
第一是投资所享受的待遇，主要是指投资准入的条件、投资财产、投资的范围、类型、内容等；
第二是与投资有关的活动所享受的待遇，主要指投资者在缔约国的各种经营活动；
第三是由于战争、革命造成损失的补偿。
国际法上的国民待遇是指给予外国人的待遇和给予本国人的待遇一样，即在同样条件下，本国人与外国人所享有的权利和承担的义务相同。在双边投资保护协定中，国民待遇条款往往与最惠国待遇条款并用。一般规定，给予缔约另一方投资者的待遇不低于其本国国民或其境内第三国国民的待遇。
在国际投资协定中，有关履行最惠国待遇和国民待遇义务也存在例外，如通过列举例外清单方式，为东道国的发展目标和区域一体化协定提供政策灵活性，并在公共利益方面实施管制等。
在国际投资协定中，外国投资在东道国的投资准入和建立与贸易协定中的货物和服务进入国内市场流通的市场准入不同，最惠国待遇和国民待遇标准比贸易协定中的待遇标准更为复杂。
在外国投资的准入方面，使用非歧视原则就是一个非常敏感的问题。即使是非歧视原则仅局限于开业后阶段，全面履行国民待遇义务也会限制东道国通过适当的法律、法规差别而保护国内投资者对外竞争的能力。并且，外国投资者在东道国的活动多种多样，仅在开业后阶段就包括一项投资的运作、管理、维持、使用、享受以及处分投资者的投资。因此，投资协定中的非歧视原则下的政策措施，特别是国民待遇义务的使用范围非常宽泛。
在这两个标准中，最惠国待遇不像国民待遇那样，对东道国保护和支持的国内产业造成直接冲击，因而一般争议较少。对东道国政府来说，最重要的是区别对待本国投资和外国投资，而不是区别对待不同国籍的外国投资。
尽管如此，东道国还是希望能够根据其促进本国投资的政策，有选择地控制外国投资进入的类型及其进入的条件。比如，东道国可对每一个投资项目采用审批政策，以选择其认为与国内产业政策相容的外国投资。东道国还能在特定的外国投资者在当地开业并已开始生产后继续向他们提供投资激励或其他利益，而不向其他外国投资者提供。在这种情况下，东道国在投资开业前或开业后阶段就不愿提供全面的最惠国待遇。
对许多东道国来说，在外国投资进入阶段是否适用国民待遇是一个特别敏感的问题。联合国贸发会议（UNCTAD）的研究表明，几乎所有的国际投资协定中的国民待遇，仅与开业后的投资待遇有关。但最近的一些国际投资协定，特别是加拿大和美国的双边投资保护协定以及诸如北美自由贸易协定（NAFTA）等区域投资协定，将国民待遇扩展到投资开业前阶段，这对许多国家来说是一种“革命”。