예산제약 하에서 소비자의 효용을 극대화하는 과정을 수학적으로 표현한 것이다. 개인이 소비하고자 하는 재화들의 조합을 재화묶음(Consumption Bundle)이라고 하자. 예컨대 사과와 배의 재화묶음은(사과1개, 배 1개),(사과 1개, 배 2개),(사과 2개, 배 1개) 등으로 다양하게 생각해볼 수 있다. 효용함수(Utility Function)는 재화묶음에 대한 개인의 선호를 표현한 함수로, 소비자는 자신의 효용함수가 가장 큰 값을 갖도록 하는 재화묶음을 선택하고자 한다. 한편, 재화를 구매하는데 있어 가격을 지불해야하고 소비자가 사용가능한 예산에는 한계가 있으므로, 예산 제약(Budget Constraint) 하에서 구매 가능한 재화묶음 중 소비자의 효용함수를 극대화하는 점을 찾아야 한다. 이러한 일련의 과정을 수학적으로 나타낸 것을 효용극대화 문제라고 한다.