Độc quyền tự nhiên (natural monopoly) là tình huống trong đó kinh tế quy mô có ý nghĩa quan trọng và chi phí sản xuất chỉ có thể tối thiểu hóa toàn bộ sản lượng của ngành do một nhà sản xuất cung cấp. Điều này làm cho chi phí trong điều kiện độc quyền thấp hơn cấu trúc thị trường cạnh tranh hoàn hảo và thị trường thiểu quyền. Độc quyền tự nhiên là lý do chủ yếu để biện minh cho việc quốc hữu hóa các ngành công nghiệp như điện năng, khí đốt.
(Tài liệu tham khảo: Nguyễn Văn Ngọc, Từ điển Kinh tế học, Đại học Kinh tế Quốc dân)
Một số ngành sản xuất có đặc điểm là những yếu tố hàm chứa trong quá trình sản xuất cho phép đạt được thu nhập giảm khi gia tăng một quá trình sản xuất hay nói cách khác chi phí trên mỗi đơn vị sản phẩm tăng nếu gia tăng một quá trình sản xuất. Khi đó một doanh nghiệp nhỏ cung cấp sản phẩm là cách sản xuất có hiệu quả nhất. Điều này có thể thấy ở các ngành dịch vụ như sản xuất và phân phối dịch vụ, cung cấp hàng hóa, giáo dục, y tế...
Độc quyền tự nhiên sẽ có thể gây ra một số tổn thất cho xã hội. Do chi phí sản xuất ra một đơn vị sản phẩm tăng dần theo quy mô nên chi phí biên của doanh nghiệp độc quyền tự nhiên có xu hướng giảm và luôn thấp hơn chi phí sản xuất bình quân. Cũng do tối đa hóa doanh thu, doanh nghiệp trên thị trường sẽ cung ứng sản phẩm sao cho lợi nhuận biên bằng giá sản phẩm. Tại trạng thái đó sản lượng sẽ thấp hơn và giá cao hơn so với trạng thái cân bằng của thị trường cạnh tranh khi mà giá bán hay lợi ích biên bằng giá sản phẩm.
Sự giảm sút sản lượng cũng gây ra tổn thất. Tuy nhiên nếu như trong trường hợp khác, khi bị điều tiết để sản xuất ở mức sản xuất hiệu quả, doanh nghiệp vẫn có lợi nhuận (tuy đã bị giảm xuống) thì trong trường hợp này, nếu sản xuất ở mức sản lượng không hiệu quả, doanh nghiệp luôn bị lỗ vì giá bán sản phẩm (bằng doanh thu biên) thấp hơn chi phí sản xuất.
