Như chúng ta đã biết, giá trị trung bình của một hàm f(x) trên một khoảng đóng  a <= x <= b được cho bởi công thức tích phân xác định:  

    Tức là, để tìm giá trị trung bình của hàm một biến trên một khoảng đóng, ta tính tích phân hàm trên khoảng đó và chia cho độ dài khoảng. Phương pháp này được áp dụng tương tự cho hàm hai biến. Đặc biệt, để tìm giá trị trung bình của hàm hai biến z = f (x, y) trên một miền hình chữ nhật R,  ta tính tích phân kép trên R và chia cho diện tích của R.

   Do đó, giá trị trung bình của hàm hai biến z = f (x,y) trên miền hình chữ nhật R = { a <= x <= b , c <= y <= d } được xác định bởi: 

 Ví dụ: Tại một nhà máy nào đó, đầu ra được cho bởi hàm sản xuất Cobb-Douglas : Q(K, L) = 50 K^3/5 L^2/5 (đvsp)   , trong đó K là vốn đầu tư tính bằng đơn vị 1000$ và L là lượng lao động tính bằng giờ làm việc. Giả sử rằng vốn đầu tư hàng tháng thay đổi giữa 10,000$ và 12,000$, trong khi đó hàng tháng lượng lao động được sử dụng biến đổi giữa 2,800 và 3,200 giờ làm việc. Tìm đầu ra trung bình hàng tháng của nhà máy.

 Giải: Áp dụng công thức trên ta tìm được đầu ra trung bình hàng tháng của nhà máy 5,181 đvsp.