边际替代率(MRS)指消费者愿意以一种物品交换另一种物品的比率。换句话说， 在维持效用水平不变的前提下，消费者增加一单位某种商品的消费数量时所需放弃的另一种商品的消费数量，就是一种商品对另一种商品的边际替代率。用ΔX₁和ΔX₂分别表示商品1和商品2的消费变化量，则商品1对商品2的边际替代率的公式为：
当商品数量的变化趋于无穷小时，则商品的边际替代率公式为:

显然，无差异曲线上某一点的边际替代率就是无差异曲线在该点的斜率的绝对值。
由于在保持效用水平不变的前提下，消费者增加一种商品的数量所带来的效用增加量和 相应减少的另一种商品数量所带来的效用减少量必定是相等的，即有∣MU₁•ΔX₁∣=∣MU₂•ΔX₂∣，根据上式有