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公共产品一般是相对私人产品而言的，1776年亚当·斯密把公共产品从私人产品中区分出来，对其性质及其供给问题做出了解释。他认为公共产品不能由个别人或少数人来供给而只能由国家或政府供给
。1848年约翰·穆勒更新发展了亚当·斯密的理论，认为提供公共服务是必要的，但是却很少有人愿意主动提供，这都是因为提供服务本身并不能得到相应的报酬
。这时的公共产品理论发展处于早期萌芽阶段。19世纪80年代，萨克斯把边际效用价值理论应用于公共金融领域，形成了公共产品理论的经济学基础
。维克塞尔认为私人享有政府提供公共产品的边际正效应应该与私人交税的边际负效应相等，由于社会公平性的要求，公共产品的最优供给的关键是适当的政治运作程序。1918年，林达尔修正并发展了维克塞尔的论述，提出“林达尔模型”，确定了公共产品供给数量与消费者均衡税收份额的唯一的、稳定的均衡点——“林达尔均衡点”
。1954年，萨缪尔森系统阐述了公共产品的概念，并通过分析序数效应、无差异曲线、一般均衡分析和帕累托效率等理论，构建“萨缪尔森模型”，为公共产品理论奠定了理论分析的基础。他的理论被视为现代经济学研究公共产品理论的起点。
一是萨缪尔森的定义。他认为公共产品就是在一个集体中的所有成员可同时使用的消费品；该集体中的每个成员对该产品的消费都不会使其他成员减少对该产品的消费
。这一定义经过后来的研究发展，成为现代经济学所广泛接受的定义。
二是奥尔森的定义。他认为在一个集团中，任何一个成员都可以消费一种产品，而且不能合理地排除其他人对这一产品的消费，这种产品就是公共产品，而如果在非公共产品层面，这种排除他人的消费是可以实现的
。
三是布坎南的定义。他指出“任何集团或社团因为任何原因通过集体组织提供的商品或服务，都将被定义为公共产品”
。只要是团体供给的产品都是公共产品
。
根据萨缪尔森的定义，公共产品具有两大基本特性：非排他性和非竞争性。根据后来学者对萨缪尔森理论的发展，还可以分析出公共产品具有非中性、代际性等其他特性。
第一，非排他性。与排他性相对，是指从合理成本的角度看，任何消费者对一种产品的使用都不能排斥其他任何消费者对该产品的不支付代价的使用。包含三层含义：一是任何消费者都不能排斥他人的使用，即便有人想独自使用，技术上或高成本也会使其认为这种行为不可行；二是任何消费者即使不愿意也都无法拒绝对该产品的使用；三是任何消费者都可以合理使用同样数量的产品
。
第二，非竞争性。与竞争性相反。增加一个消费者对某一公共产品的使用不会使其他任何一个消费者同时减少对该产品的使用；社会成本不会增多，新增加的消费者使用该产品的边际成本是零。
第一，不可分割性。不可分割性是指公共产品要么向集体内的所有人提供，要么不向任何人提供。例如国防。
第二，代际性。把时间因素考虑在内，当代人供给的公共产品会对下一代或几代人带来有利的或有害的影响。当代人在制定供给公共产品的决策时，必须要考虑此后未来数代人的利益。
第三，可转换性。公共产品和私人产品之间进行转换主要取决于两个因素：技术和预算约束，如果个人掌握相关技术，并且有足够财力突破预算约束，那么个人也可以提供公共产品。
第四，并非仅由国家提供。科斯认为公共产品并非只能由国家提供，个人也能提供
。
公共产品理论随着技术进步和经济全球化的发展逐步延伸到国际领域，形成国际公共产品理论。
早在20世纪60年代，公共产品理论已开始扩展到国际问题领域。1966年奥尔森以北约为例研究了国家间共同维护安全，即通过国际组织提供公共产品的问题
。1999年，考尔等首次全面概括了国际公共产品的定义，从国家角度，国际公共产品不单包括一个国家团体，还包括一组以上国家；从社会群体角度，不但要有利于广泛的国家，还要有利于广泛的全球社会群体；从世代角度，国际公共产品既满足当代的需求，又不会使后代的利益受损，至少在不妨碍未来数代的情况下满足当代的需求
。2003年，考尔等把国际公共产品的概念精确界定为：“国际公共产品是其收益可以惠及扩展到全球所有国家、社会群体和世代的产品。”除了考尔的定义，世界银行（2001）认为国际公共产品是一种具有实际的跨国界外部性的物品、资源、服务、规则系统或政策体制，它对发展和减少贫困非常重要。只有通过发达国家和发展中国家合作和集体行动，国际公共产品才有可能被充分地供给。
国际公共产品除了具有公共产品的所有特性之外，还具有以下特性：
第一，国际性。国际公共产品覆盖特别广泛的领域，不受限于国家、地区和集团，所有人都可以是国际公共产品的受益者。
第二，非中性
。不同的主体从国际公共产品中的获益不同。包含两个方面：一是在对国际公共产品的消费中，可能有一些主体会获益，而另一些主体可能会遭受损失；二是每个主体在消费国际公共产品中获益或遭受损失的程度是不同的，有些主体获益较多，有些主体获益较少甚至遭受损失。那些获益较多的主体有较高的意愿供给国际公共产品和承担成本。
第三，外部性。国际公共产品的生产和消费会对第三方产生影响，即外部性，如果这种影响会使第三方从中得到好处，就称为正外部性，反之，如果第三方从中遭受损失，则称为负外部性。如果产生外部性的一方承担负外部性的损失或从正外部性中分得了收益，那么外部性也就被内部化了。
第四，“搭便车”现象不可避免。国际公共产品的基本特性导致使用国际公共产品的任何个人都不需要支付任何成本，因而对于理性的个人来说，“搭便车”是最好的选择，从而使得公共产品供给不足。在一国国内的公共产品，可以通过政府征税或制定法律来管理“搭便车”现象，但在国际层面，不存在统一的世界政府，“搭便车”现象是不可避免的，国际公共产品一直处于供给不足的状态。
不同的学者对于国际公共产品的分类有不同的见解。吉尔平认为自由开放的贸易制度、稳定的国际货币体系和国际安全的供给是三类国际公共产品
。联合国秘书长发表的报告中认为国际公共产品包括基本人权、全球公共卫生、全球安全、全球和平等10大类。国际公共产品的范围比较宽泛，需要根据不同产品的特性进行系统的分类。
考尔等把国际公共产品分为全球自然共有物、全球人造共有物和全球条件。全球自然共有物，包括空气、公海等这些可以免费获取的产品。全球人造共有物，如国际制度等，又可以细分为：可免费获取的商业价值小的产品，如非商业性知识；可有限获取的产品，如专利；具有网络特征的产品，如国际制度等。全球条件包括全球人类生存的条件，如和平、金融稳定等。
国际公共产品是公共产品在国际领域的拓展，也有非排他性、非竞争性的基本特性。同时具有这两种特性的是纯国际公共产品，一国消费该产品不会减少其他国家的相同数量的消费，也不能把任何国家排除在享有该产品的收益之外，如世界和平、国际金融稳定等。准国际公共产品通常只具备两种基本特性中的一种，其中具有非竞争性但不具有排他性的产品称为国际俱乐部产品，如臭氧层保护、减少温室气体排放等；具有竞争性但非排他或排他困难的产品称为国际公共池塘资源，如公共海洋资源等。桑德勒（1998）在纯国际公共产品和准国际公共产品的基础上，提出了联产品的分类，即提供某一公共产品时，同时产生两个或两个以上公共性程度不同的产品。如稳定一国的金融动荡，不仅给本国带来好处，而且防止危机蔓延到其他国家，给其他国家带来好处。
考尔按生产的不同阶段，把国际公共产品分为最终阶段和中间阶段的公共产品。最终阶段的国际公共产品是可以直接用来使用或消费的，如世界的和平、健康的环境等。中间阶段的国际公共产品是为生产最终国际公共产品而投入的公共产品。这些产品带有工具性的特征，如各国为实现健康的生活环境而签订的国际协议等，既可以无形态，也可以是物质形态或知识形态的公共产品
。
按照产品的性质，国际公共产品有物质类和制度类之分，前者是指有形的物质的公共产品，后者是指制度规则等无形的非物质的公共产品。任何公共产品都要具有可使用的物质形态，才能满足现实需求，否则该产品就没必要生产
。但对于公共产品生产与消费的各参与方来说，为确定其“权责利”关系、规范各方行为及保证合作的达成，又需要无形的制度、规则等来进行限制与规范。
国际公共产品的供给问题同公共产品类似，都会面临集体行动难以达成、公共产品难以供给和供给不足的困境，具体来说会面临“公地悲剧”“囚徒困境”“集体行动困境”“公共事务治理”的问题。
加勒特·哈丁在1968年比较系统地提出了公地悲剧的问题。他假设一个所有人都可使用的牧场，每个放牧人都是理性的，都从自己的放牧中得到直接利益，但当放牧人增加而导致过度放牧时，由于放牧人信息不对称和缺乏沟通协商，加上他们为了最大化自身的利益，没有选择控制放牧牲畜的数量，同时保护草地的可持续性这一最优策略，而是选择增加自己的放牧数量，最大化自己的收益这一次优策略，导致草地因过度使用而被毁坏
。公地悲剧说明公共产品具有非排他性但具有竞争性时，任何人都可以自由地使用这一产品，因为他不被排除在使用这种产品之外，追求利益最大化的理性个人就会积极地滥用这种不用付出成本或做出相应努力就可以免费使用的公共产品，在自愿选择的规则下就会导致这种公共产品因过度消费而退化，这种过度消费最终导致公共产品的数量小于社会最优供给，减少了个人的消费效用，导致公共产品低效供给。公地悲剧产生的根本原因是产权的不明确，使得人们只看到眼前利益和自身利益，无节制地追求自身利益最大化，造成资源过度使用和浪费。另外，产权不明也会导致人们对能否行使权利漠不关心，从而造成资源利用不足。
美国兰德公司于1950年提出“囚徒困境”的一个博弈论模型，说明囚犯之间无法沟通信息，导致彼此合作不能达成的情况。具体模型简单概括为：两名囚犯被抓以后分别关在两间不同的牢房内审讯，彼此不能沟通协商，如果两人都不认罪，将都会被判一年监禁，这对两人来说是最优选择策略。如果两人都招供，将都会被判八年监禁，如果其中一人招供而另外一人不认罪，则招供的人将获得自由，而不认罪的人将被判十年监禁。两名囚犯面临两种选择：不认罪或招供。对每个囚犯来说，不管对方如何选择，自己的最优选择都是招供，结果会导致两个囚犯没有选择最优策略，而选择了都招供的次优策略，都被判八年监禁。囚徒困境说明，在信息不明的情况下，集体中的个人缺乏沟通协商的机制，互信缺失，为实现个人的最大利益而违反了最佳的共同利益，个人理性导致集体的非理性，从而有效的合作难以达成。
美国经济学家曼瑟尔·奥尔森在《集体行动的逻辑》一书中指出，在追求集体共同利益的过程中，除非一个集体中有很少人，或是有强制的、独特的方法，才能促使集体中的每个人都能从集体的共同利益出发，要不然那些理性的个人为了最大化自身的利益是不会参与共同行动来保证集体的共同利益的
。
集体行动困境的根本原因是集体行动的结果具有公共性，公共性的非排他和非竞争性带来的“搭便车”问题不可避免，每个人都想不付成本地“搭便车”，从而获得收益。正是这种“搭便车”行为的存在，导致集体行动难以达成。奥尔森指出，成员数较少的小集团会比大集团更有利于明确其共同利益，更有可能达成集体行动。而当参与集团的成员数量较多时，会增大彼此协商的难度，同时会降低平均收益，增加“搭便车”的动机，使得集体行动难以成功。为了促使集团成员采取有利于集团的行动，必须引入不同于共同利益的“选择性激励”制度，增强集团的吸引力，促使集团采取一致行动来实现共同利益。
埃莉诺·奥斯特罗姆在《公共事务的治理之道》一书中从博弈论的角度探索在理论上政府于市场之外自主治理公池资源的可能性
，认为解决自主治理公池资源制度的供给问题需要做到增加自主组织的初始可能性，增强人们自主组织解决公共问题的能力。他提出了有效设计激励制度的基础，比如治理模式变化产生的各种重构的利益关系、规则变化前后参与人成本收益情况以及推测参与人的反应。
奥斯特罗姆认为，对一国来说，公共产品供给问题是制度层面的问题，制度安排、制度变迁是至关重要的影响因素。应该重新考虑把制度供给问题理论化的方法，把制度供给和制度变迁统一起来，把宪法选择和集体选择统一起来。在制度变迁中，当事人自主治理是一种有效的方式，但设计和采纳新制度来解决公共产品供给问题是一个艰难的任务，如果制度变迁的成本大过收益，当事人也并不一定会选择新制度而自动抛弃旧制度。