א מונופולבאופן כללי, הוא שוק שיש בו רק מוכר אחד ואין תחליפים קרובים למוצר של אותו מוכר. מונופול טבעי הוא סוג מסוים של מונופול בו יתרונות הגודל כל כך חודרים עד כי מחיר ממוצע הייצור פוחת ככל שהחברה מגדילה את התפוקה עבור כל כמויות התפוקה הסבירות. במילים פשוטות, מונופול טבעי יכול להמשיך לייצר יותר ויותר בזול ככל שהוא הולך וגדל ואינו צריך לדאוג לעליות עלויות בסופו של דבר בגלל חוסר יעילות הגודל.
מבחינה מתמטית, מונופול טבעי רואה את העלות הממוצעת שלו יורדת על כל כמויות התפוקה מכיוון שהיא עלות שולית לא גדל ככל שהחברה מפיקה יותר תפוקה. לכן, אם העלות השולית היא תמיד נמוכה מהעלות הממוצעת, אז העלות הממוצעת תמיד תקטן.
אנלוגיה פשוטה שיש לקחת בחשבון כאן היא זו של ממוצעי כיתה. אם ציון הבחינה הראשון שלך הוא 95 וכל ציון (שולי) אחרי זה נמוך יותר, נניח 90, אז ממוצע הציונים שלך ימשיך לרדת ככל שתבחן יותר ויותר בחינות. באופן ספציפי, ממוצע הציונים שלך יתקרב יותר ויותר ל 90 אך לעולם לא ממש יגיע לשם. באופן דומה, העלות הממוצעת של מונופול טבעי תתקרב לעלות השולית מכיוון שהכמות גדולה מאוד אך לעולם לא תהיה שווה למדי בעלות השולית.
מונופולים טבעיים לא מוסדרים סובלים מאותן בעיות יעילות כמו מונופולים אחרים בגלל העובדה שיש להם תמריץ לייצר פחות משוק תחרותי יספק וגובה מחיר גבוה יותר ממה שהיה קיים בתחרות שוק.
בניגוד למונופולים רגילים, עם זאת, אין זה הגיוני לחלק מונופול טבעי לחברות קטנות יותר מאז העלות המבנה של מונופול טבעי הופך אותו כך שחברה גדולה אחת תוכל לייצר בעלות נמוכה יותר מכפי שחברות קטנות יכולות. לפיכך, על הרגולטורים לחשוב אחרת על דרכים מתאימות להסדרת מונופולים טבעיים.
אפשרות אחת היא שהרגולטורים יאלצו את המונופול הטבעי לגבות מחיר שאינו גבוה יותר מעלות הייצור הממוצע. כלל זה יאלץ את המונופול הטבעי להוריד את מחירו וגם יתן למונופול תמריץ להגדיל את התפוקה.
אמנם כלל זה יקרב את השוק לתוצאה האופטימאלית מבחינה חברתית (היכן שהתוצאה האופטימאלית מבחינה חברתית גובים מחיר שווה לעלות שולית), עדיין יש לו הפסד כלשהו במשקל עודף מכיוון שהמחיר שנגבה עדיין עולה על השולי עלות. עם זאת, תחת תקנה זו הרוויח המונופול רווח כלכלי של אפס מכיוון שהמחיר שווה לעלות הממוצעת.
אפשרות נוספת היא שהרגולטורים יאלצו את המונופול הטבעי לגבות מחיר השווה לעלות השולית שלו. מדיניות זו תביא לרמת התפוקה היעילה מבחינה חברתית, אך היא גם תביא לרווח כלכלי שלילי עבור המונופולין שכן העלות השולית היא תמיד פחות מהעלות הממוצעת. לפיכך ייתכן בהחלט שהגבלת מונופול טבעי לתמחור בעלות שולית תגרום לחברה לצאת מהעסק.
על מנת לשמור על המונופול הטבעי בעסקים במסגרת תוכנית תמחור זו, הממשלה תצטרך לספק למונופול סכום חד פעמי או סובסידיה ליחידה. לרוע המזל, סובסידיות מחדירות חוסר יעילות ואובדן משקל מת הן בגלל הסובסידיות בדרך כלל לא יעיל ומכיוון שהמיסים הדרושים למימון הסובסידיות גורמים לחוסר יעילות ואובדן משקל מת אצל אחרים שווקים.
בעוד שתמחור בעלות ממוצעת או בעלות שולית עשוי להיות מושך באופן אינטואיטיבי, שתי המדיניות סובלות מכמה חסרונות בנוסף לאלה שכבר הוזכרו. ראשית, קשה מאוד לראות בתוך חברה לראות מהם העלויות הממוצעות והעלויות השוליות שלה - למעשה, החברה עצמה אולי לא יודעת! שנית, מדיניות התמחור המבוססת על עלות אינה נותנת לחברות המווסתות תמריץ לחדש בדרכים שמורידים את עלויותיהם, למרות העובדה שחידוש זה יהיה טוב לשוק ולחברה באופן כללי.