En negativ eksternalitet ved produktion sker, når produktionen af en vare eller en service pålægger tredjepart, der ikke er involveret i produktionen eller forbruget af produktet, omkostninger. Forurening er et almindeligt eksempel på en negativ eksternitet i produktionen, da forurening fra en fabrik indfører en (ikke-monetære) omkostninger for mange mennesker, der ellers ikke har noget at gøre med markedet for det produkt, som fabrikken har skaber.
Når der er en negativ eksternitet i produktionen, er producentens private omkostninger ved at fremstille et produkt lavere end de samlede omkostninger for samfundet ved at fremstille dette produkt, da producenten ikke bærer omkostningerne ved den forurening, det har skaber. I en simpel model, hvor omkostningerne pålagt samfundet af eksternaliteten står i forhold til mængden af produktionen produceret af virksomheden, er de marginale sociale omkostninger for samfundet ved at producere en vare lig med marginale private omkostninger til firmaet plus omkostningen pr. enhed for selve eksternaliteten.
I en konkurrencepræget marked, det forsyningskurve repræsenterer de marginale private omkostninger ved at producere en vare til firmaet (mærket MPC) og efterspørgselskurve repræsenterer den marginale private fordel for forbrugeren ved at konsumere det gode (mærket MPB). Når der ikke er nogen eksternaliteter, påvirkes ingen andre end forbrugere og producenter af markedet. I disse tilfælde repræsenterer forsyningskurven også de marginale sociale omkostninger ved at producere en vare (mærket MSC) og efterspørgselskurven repræsenterer også den marginale sociale fordel ved at konsumere en vare (mærket MSB).
Når en negativ eksternitet i produktionen er til stede i et marked, er de marginale sociale omkostninger og de marginale private omkostninger ikke længere de samme. Derfor er de marginale sociale omkostninger ikke repræsenteret af forsyningskurven, men er i stedet højere end forsyningskurven med det eksterne enhedsbeløb pr. Enhed.
Hvis et marked med en negativ eksternitet i produktionen efterlades ureguleret, vil det handle med en mængde, der er lig med den, der findes på skæringspunktet mellem udbuds- og efterspørgselskurverne, da det er den mængde, der er i overensstemmelse med producenternes private incitamenter og forbrugere. Mængden af det gode, der er optimalt for samfundet, er derimod den mængde, der er placeret i skæringspunktet mellem den marginale sociale fordel og marginale sociale omkostningskurver. Derfor vil et ureguleret marked producere og forbruge mere af godet, end det er socialt optimalt, når der er en negativ eksternitet i produktionen.
Fordi et ureguleret marked ikke handler med den socialt optimale mængde af en vare, når der er en negativ eksternitet i produktionen, er der Dødvægt tab forbundet med resultatet af det frie marked. Dette dødvægtstab opstår, fordi markedet producerer enheder, hvor omkostningerne for samfundet opvejer fordelene for samfundet og således trækker fra den værdi, markedet skaber for samfundet.
Dødvægtstab oprettes af enheder, der er større end den socialt optimale mængde, men mindre end den frie markedsmængde og beløbet at hver af disse enheder bidrager til tab af dødvægt er det beløb, hvormed marginale sociale omkostninger overstiger marginale sociale ydelser på det tidspunkt antal. Dette dødvægtstab er vist i diagrammet ovenfor.
Når en negativ eksternalitet i produktionen er til stede i et marked, kan regeringen faktisk øge den værdi, som markedet skaber for samfundet ved at indføre en skat svarende til omkostningerne ved eksternalitet. Denne skat flytter markedet til det socialt optimale resultat, fordi det gør de omkostninger, som markedet pålægger samfundet, eksplicit til producenter og forbrugere, hvilket giver producenter og forbrugere incitament til at indregne omkostningerne ved eksternalitet i deres beslutninger.
En korrektionsafgift på producenterne afbildet ovenfor, men som med andre skatter betyder det ikke, om en sådan skat er placeret på producenter eller forbrugere.
Eksternaliteter findes ikke kun på konkurrencedygtige markeder, og ikke alle eksternaliteter har en struktur pr. Enhed. Når det er sagt, kan den logik, der anvendes i analysen af en eksternitet pr. Enhed i et konkurrencepræget marked, være anvendt i en række forskellige situationer, og de generelle konklusioner forbliver uændrede i de fleste tilfælde.