En présentant la théorie de l’utilité nous avons vu qu’on appelle utilité marginale d’un bien le supplément d’utilité procuré par la consommation d’une unité supplémentaire de ce bien (toutes choses égales par ailleurs - en particulier les quantités consommées des autres biens).

Calculer l’utilité marginale est possible si on peut mesurer les niveaux d’utilité c’est-à-dire si on retient la conception cardinale de l’utilité. Dans la conception ordinale de l’utilité le calcul de l’utilité marginale n’a pas de sens. En revanche on peut dire si en passant d’un panier à un autre l’utilité totale augmente beaucoup ou peu ou si elle diminue. Cela revient à dire si l’utilité marginale est positive et grande, ou positive et petite, ou plus ou moins négative.
Les fonctions d’utilité retenues par l’analyse économique sont celles de la section précédente : une utilité marginale positive (augmenter la consommation de l’un des biens sans diminuer celle des autres procure une plus grande utilité totale) et décroissante (chaque unité supplémentaire augmente l’utilité mais de moins en moins).

Les courbes d’indifférence permettent de rendre compte visuellement de la manière dont s’opère la substitution entre les quantités des biens X et Y procurant une même utilité totale comme le montre ce graphique. Pour garder une utilité constante en consommant deux biens et en réduisant la quantité consommée de l'un des deux il faut consommer un peu plus de l'autre. C'est dans cet "un peu plus" que ce situe le taux marginal de substitution.
En consommant plus du premier bien, le consommateur augment son utilité totale, en consommant moins de l'autre il subit une perte d'utilité totale le taux marginal de substitution est donc normalement négatif.

Une présentation plus rigoureuse