Tingkat substitusi teknis marjinal adalah istilah ekonomi yang menunjukkan rasio di mana satu input dapat diganti dengan yang lain sambil mempertahankan total produksi konstan. Hal ini memungkinkan analis untuk mengidentifikasi metode produksi yang paling hemat biaya untuk item tertentu, menyeimbangkan kebutuhan yang bersaing dari dua bagian komponen yang terpisah — tetapi sama-sama diperlukan. Menghitung rasio ini paling mudah dilakukan dengan memplot jumlah input pada grafik XY, untuk secara visual mewakili tingkat pergeseran di sejumlah kombinasi input potensial. Ini bukan satu nilai tetap dan membutuhkan perhitungan ulang untuk setiap pergeseran ke atas atau ke bawah pada kontinum variabel.
Sebagai contoh, dapat diasumsikan bahwa memproduksi 100 unit produk X membutuhkan satu unit tenaga kerja dan 10 unit modal. Menghitung tingkat substitusi teknis marjinal untuk tenaga kerja akan menunjukkan berapa banyak unit modal yang dapat “dihemat” dengan menambahkan satu unit tenaga kerja tambahan, sambil menjaga unit produksi total konstan pada 100. Jika 100 unit produk X dapat diproduksi dengan dua unit tenaga kerja dan hanya tujuh unit modal, maka rasio tenaga kerja untuk modal adalah 3:1.
Namun, angka ini khusus untuk setiap set nilai input tertentu. Meskipun dalam hal ini — ketika berpindah dari 1 ke 2 unit kerja — tingkat substitusi adalah 3:1, itu tidak berarti bahwa itu akan terus menjadi 3:1 untuk semua kombinasi tenaga kerja dan modal. Jika memproduksi 100 unit produk X dengan menggunakan tiga unit tenaga kerja hanya memerlukan penggunaan lima unit modal, rasionya telah berubah menjadi 2:1 untuk kombinasi tenaga kerja/modal tertentu.
Kekhususan ini menjelaskan mengapa tingkat substitusi teknis marjinal paling baik diplot secara visual pada grafik, menggunakan semua kemungkinan kombinasi tenaga kerja dan modal. Hal ini memungkinkan konsumsi visual yang cepat dari tingkat perubahan di seluruh spektrum kemungkinan kombinasi tenaga kerja/modal. Itu, dalam hubungannya dengan informasi harga untuk bagian-bagian komponen yang berbeda, memungkinkan seseorang untuk dengan cepat memastikan kombinasi tenaga kerja/modal mana yang memberikan metode yang paling hemat biaya untuk memproduksi sejumlah produk tertentu.
Dalam membuat perhitungan ini, perlu diasumsikan bahwa unit tenaga kerja sama mahalnya dibandingkan dengan unit modal. Tujuannya kemudian menjadi menemukan titik produksi di mana total unit gabungan tenaga kerja dan modal diminimalkan, menghemat biaya paling banyak. Melanjutkan contoh sebelumnya, dalam kombinasi satu, satu unit tenaga kerja dan 10 modal memerlukan 11 unit tenaga kerja/modal gabungan untuk menghasilkan 100 produk X. Kombinasi dua, terdiri dari dua unit tenaga kerja dan tujuh modal, menurunkannya menjadi sembilan unit, sedangkan kombinasi tiga, yang mempekerjakan tiga unit tenaga kerja dan lima modal, menurunkannya menjadi tujuh. Kombinasi ketiga, kemudian, menjadi metode yang paling hemat biaya untuk memproduksi 100 unit produk X.