本文分别选取中国国家铁路运输业、自来水生产与供应业、电力蒸汽热水业的统计数据，采用对数形式的时变技术效率随机前沿生产函数模型，对以上三个自然垄断性行业全要素生产率的增长率进行了分解与实证研究，并与37个两位数行业的总体情况进行了对比。主要结论是：①完全垄断经营的自然垄断性行业，经济效率较为低下；②随着资本存量的递增和劳动存量的递减，自然垄断性行业资源配置改善的空间尚有一些，但已经不大；③随着自然垄断性行业规模报酬的增加，规模经济改善对全要素生产率增长的贡献较大；④随着垄断经营程度的增加，全要素生产率增长率、前沿技术进步率递减；⑤前沿技术进步较快的产业，相对前沿技术效率的变化率较低；⑥在传统被认为是自然垄断性的行业引入有限竞争，能够提高全要素生产率增长率、前沿技术进步，但会降低规模经济性改善。