El análisis periodo muestra la dimensión intertemporal de la teoría de la producción. Fue desarrollado por Alfred Marshall en su «Principles of Economics” (Principios de Economía), de 1890, y se ha mantenido prácticamente inalterado desde entonces. Trata de explicar cómo se alcanza el equilibrio y explica los procesos de ajuste para llegar hasta este, que va desde el equilibrio a corto plazo hasta el equilibrio a largo plazo. Su método es capaz de clasificar las fuerzas que afectan al proceso de producción con referencia al tiempo; y luego utiliza el concepto de ceteris paribus para aquellas fuerzas que son de menor importancia en relación con el tiempo específico que se considera. Se puede distinguir cuatro períodos: muy corto plazo, corto plazo, largo plazo y muy largo plazo.
El período de muy corto plazo normalmente no se estudia, ya que se considera irrelevante. Es un periodo caracterizado por tener todos los factores de producción fijos, lo que implica que no puede haber ningún cambio en sus cantidades. Por lo tanto, se consideran todos los costes como fijos, además de no haber avances tecnológicos en este periodo.
El periodo de corto plazo es un período en el que algunos de los factores permanecen fijos mientras que otros pueden variar en cantidad. El capital, como la maquinaria, se considera un factor fijo, mientras que la mano de obra se considera un factor variable. Durante este período, el análisis de costes tiene depende en gran medida del coste marginal y los costes totales medios. Sin embargo, como no todos los factores se pueden aumentar, esto dará lugar a rendimientos decrecientes, lo que implica que los costes marginales aumentarán. Una empresa debe detener la producción hasta que los costes marginales lleguen sean iguales a los costes totales medios con el fin de maximizar los beneficios. En este período el progreso tecnológico es aún inexistente.
El período de largo plazo está formado por la sucesión de varios períodos de corto plazo y se considera que es como un conjunto de muchos de estos. Como los factores de producción se pueden aumentar, se pueden lograr economías de escala, por lo que el coste de producir una unidad adicional disminuirá, y se reducirán así los costes medios. Los factores de producción deben incrementarse hasta el punto en que se alcanza el tamaño óptimo de la empresa y a partir del cual un aumento de tamaño sólo dará deseconomías de escala. Todas los factores de producción se pueden variar, pero la tecnología básica de la producción todavía no se pueden cambiar.
Por último, en el período a muy largo plazo, los nuevos procesos de producción y nuevos productos vienen como resultado de la existencia de cambios tecnológicos durante este periodo. Estas mejoras tecnológicas permiten nuevas formas de producción y diferentes necesidades de factores de producción.