Matematicamente, a função de custo marginal () é expressa como a derivada da função de custo total () sobre a quantidade total produzida (), como segue:

Em um gráfico, a curva que representa a evolução do custo marginal é uma parábola côncava, devido à Lei dos rendimentos decrescentes. No ponto mínimo de curva, se encontra o número de bens que devem ser produzidos para que o custo marginal seja mínimo. O custo marginal começa por ser decrescente, tem um valor mínimo, passando depois a ser representado por uma curva crescente. Este andamento, do custo marginal, é explicado por dois factores: numa primeira fase, o custo marginal cai porque os custos fixos são progressivamente diluídos por mais unidades. A partir de determinado ponto impera a já referida Lei dos rendimentos decrescentes.