On peut s’attarder sur le cas des situations dites de "monopole naturel" parce qu’elles ont conduit généralement les pouvoirs publics à assurer la production du bien ou du service directement ou en confiant cette production à une entreprise sous contrôle public.

Il arrive que pour le marché d’un bien ou d’un service, la production soit réalisée à plus faible coût par une entreprise de grande dimension que par une petite. Dans ce cas, le marché prend naturellement la forme d’un monopole.

C’est le cas lorsque la rentabilité d’une entreprise augmente en même temps que son échelle de production parce qu’elle bénéficie de rendements d’échelle croissants ; elle peut alors éliminer ses concurrents, on parle alors de monopole naturel
Si en plus, le coût moyen diminue quand la production augmente on dira qu’il s’agit d’un monopole naturel fort.

Cette situation est fréquente lorsqu’il y a des coûts fixes très importants comme dans le cas où il faut installer une infrastructure importante pour assurer la production. Le coût moyen diminue lorsque la production augmente parce que les coûts fixes sont "répartis" sur davantage d’unités vendues.

On reconnaît facilement les activités de transport ferroviaire, et plus généralement toutes celles qui correspondent à un réseau : les télécommunications, la distribution d’eau, de gaz, d’électricité, d'informations...

La recherche de l’efficacité conduit naturellement au monopole dans ce cas, entraînant de ce fait un écart entre le rendement privé et le rendement social. L’entreprise en monopole naturel va tirer profit de cette position.
La solution consiste à soumettre ce dernier à une réglementation visant à l’empêcher d’exploiter son pouvoir de marché ou à confier cette activité à l’État.