İktisat bilimi, doğası gereği kıt kaynaklar ile sınırsız insan ihtiyaçları arasında bir denge kurmaya çalışır. Bu dengeyi sağlama sürecinde, insanların ihtiyaç duyduğu mal ve hizmetlerin yaratılması veya mevcut faydalarının artırılması faaliyetlerine genel olarak üretim adı verilir. Üretim, sadece sıfırdan bir nesne var etmek değil, aynı zamanda mevcut nesnelere şekil, mekân ve zaman faydası kazandırma süreçlerinin tamamını kapsar.
Şekil faydası, hammaddelerin veya doğada bulunan unsurların fiziksel yapısının değiştirilerek daha kullanışlı hale getirilmesidir; dokuma sanayisinde ipliğin kumaşa dönüştürülmesi buna örnektir. Mekân faydası, malların üretildikleri yerlerden tüketicilerin kolayca ulaşabileceği yerlere taşınmasıyla yaratılır ki ulaştırma ve lojistik faaliyetleri bu gruba girer. Zaman faydası ise özellikle tarımsal ürünlerin hasat döneminde toplanıp depolanması ve yıl boyunca tüketicilere sunulmasıyla oluşturulur.
Üretim sürecinin gerçekleştirilebilmesi için belirli girdilerin bir araya getirilmesi gerekir. Bu girdilere üretim faktörleri denir ve bunlar dört ana grupta sınıflandırılır: Toprak (doğa), emek, sermaye ve girişim (müteşebbis). Toprak, doğanın sunduğu tüm yeraltı ve yerüstü kaynaklarını kapsar. Emek, üretim sürecine katkı sağlayan bedensel ve zihinsel insan çabasıdır. Sermaye, insan eliyle üretilmiş olan ve emeğin verimliliğini artıran makine, teçhizat, fabrika binası ve yol gibi araçlardır. Girişim ise diğer üç faktörü organize ederek üretim sürecini başlatan ve risk üstlenen unsurdur. Toprak ve emek, doğada önceden var oldukları için orijinal (üretilmemiş) üretim faktörleri olarak kabul edilir.
Üretim fonksiyonu, belirli bir teknoloji düzeyinde, belirli bir miktar çıktı elde etmek için kullanılması gereken girdi miktarları ile bu girdilerin kendi aralarındaki teknik bileşim oranlarını gösteren matematiksel ve teknik bir ilişkidir. Cebirsel olarak Q = f(a, b, c, ..., n) şeklinde ifade edilir. Burada Q üretilen çıktı miktarını, parantez içindeki harfler ise kullanılan farklı üretim faktörlerini temsil eder.
Üretim fonksiyonu, iktisadi bir karardan ziyade teknik bir zorunluluğu ve mühendislik ilişkisini yansıtır. Belirli bir çıktı düzeyinde, girdilerden birinin miktarını artırmak ancak diğer girdilerden en az birinin miktarını azaltmakla mümkündür. Bu durum, girdiler arasında teknik bir ikame ilişkisi olduğunu ortaya koyar.
Girdilerin değiştirilebilirliği zaman boyutuna göre farklılık gösterir. İktisatta bu durum kısa dönem ve uzun dönem ayrımı ile incelenir. Kısa dönem, üretim faktörlerinden en az bir tanesinin miktarının değiştirilemediği (sabit kaldığı) zaman dilimidir. Örneğin, bir tarlanın büyüklüğü kısa dönemde sabitken, çalıştırılan işçi sayısı değiştirilebilir. Uzun dönem ise, firmanın kullandığı tüm üretim faktörlerinin miktarlarını değiştirmesine imkân tanıyan, hiçbir girdinin sabit kalmadığı yeterince uzun bir zaman dilimini ifade eder.
Kısa dönem analizlerinde, diğer tüm üretim faktörlerinin miktarı sabit tutulurken, sadece bir değişken faktörün (örneğin emeğin) miktarının artırılması durumunda, toplam ürün miktarında meydana gelen değişimleri açıklayan ilkeye azalan verim kanunu (veya değişen oranlı verim kanunu) denir. Bu kanuna göre, değişken faktör artırıldıkça toplam ürün önce artan hızla artar, ardından azalan hızla artarak maksimum noktasına ulaşır ve bu noktadan sonra azalmaya başlar.
Bu sürecin arkasında marjinal ürün (üretime katılan son birimin toplam ürüne yaptığı katkı) ve ortalama ürün (işçi başına düşen ürün miktarı) kavramları yatar. Değişken faktörün ilk birimlerinde iş bölümü ve uzmanlaşma sayesinde marjinal ürün hızla yükselir. Ancak sabit faktörün (örneğin belirli büyüklükteki bir tarlanın veya fabrikanın) kapasite sınırlarına yaklaşıldıkça, eklenen her yeni işçi bir önceki işçiye göre daha dar bir alanda çalışmak zorunda kalır ve üretime katkısı (marjinal ürünü) azalmaya başlar.
Marjinal ürünün sıfır olduğu noktada toplam ürün maksimum düzeyine ulaşır. Eğer bu noktadan sonra da değişken faktör artırılmaya devam edilirse, marjinal ürün negatif değerler alır ve toplam ürün mutlak olarak azalmaya başlar. Ortalama ürün ise marjinal ürünün kendisinden büyük olduğu sürece artar, marjinal ürünün ortalama ürünü kestiği maksimum noktadan itibaren ise azalmaya başlar.
Uzun dönemde üretici, tüm girdilerini değiştirebilme esnekliğine sahiptir. İki değişken girdi (emek ve sermaye) kullanan bir üreticinin, aynı üretim düzeyini elde etmesini sağlayan farklı emek ve sermaye bileşimlerinin geometrik yerine eş-ürün eğrisi denir. Eş-ürün eğrisi üzerindeki her nokta, farklı girdi oranları kullansa da üreticiye tamamen aynı çıktı miktarını sunar.
Eş-ürün eğrilerinin temel özellikleri şunlardır: Negatif eğimlidirler, çünkü aynı üretim düzeyini korumak için girdilerden birinin miktarı artırıldığında diğerinin azaltılması gerekir. Birbirlerini asla kesmezler; aksi takdirde aynı girdi bileşimiyle iki farklı üretim düzeyi elde edilmesi gibi mantıksal bir çelişki doğardı. Orijinden uzaklaştıkça daha yüksek üretim düzeylerini temsil ederler ve orijine göre dışbükeydirler.
Eş-ürün eğrilerinin orijine göre dışbükey olmasının nedeni, Azalan Marjinal Teknik İkame Oranı (MTİO) prensibidir. Marjinal teknik ikame oranı, aynı üretim düzeyinde kalmak şartıyla, bir girdiden bir birim daha fazla kullanabilmek için diğer girdiden vazgeçilmesi gereken miktarı ifade eder ve MTİO = -ΔY / ΔX formülüyle hesaplanır. Eğri boyunca yukarıdan aşağıya doğru hareket edildikçe, sermaye yerine emeğin ikame edilmesi zorlaşır ve vazgeçilen sermaye miktarı giderek azalır.
Üreticinin teknik imkânları eş-ürün eğrileriyle gösterilirken, finansal sınırları eş-maliyet doğrusu ile belirlenir. Eş-maliyet doğrusu, üreticinin belirli bir bütçe ve piyasadaki veri faktör fiyatları (ücret ve faiz) ile satın alabileceği maksimum emek ve sermaye bileşimlerini gösteren doğrudur. Bütçe arttıkça eş-maliyet doğrusu paralel olarak sağa, bütçe azaldıkça sola kayar.
Üretici dengesi, üreticinin bütçe kısıtı altında üretebileceği en yüksek çıktı düzeyine ulaştığı veya belirli bir çıktıyı en düşük maliyetle ürettiği optimum noktayı ifade eder. Bu denge, eş-maliyet doğrusunun en dıştaki eş-ürün eğrisine teğet olduğu noktada (E noktası) kurulur. Teğet noktasında, eş-ürün eğrisinin eğimi (MTİO) ile eş-maliyet doğrusunun eğimi (faktör fiyatlarının oranı) birbirine eşitlenir.
Faktör fiyatları sabitken, üreticinin bütçesinin (toplam maliyetinin) sürekli artırılması durumunda eş-maliyet doğruları sağa doğru paralel olarak kayar. Bu kaymalar neticesinde ortaya çıkan yeni denge noktalarının birleştirilmesiyle elde edilen doğruya genişleme yolu denir. Genişleme yolu, firmanın uzun dönemde büyüme stratejisini gösterir. Eğer genişleme yolu sermaye eksenine doğru bükülüyorsa firma sermaye-yoğun, emek eksenine doğru bükülüyorsa emek-yoğun teknolojileri tercih ediyor demektir.