هدف اصلی تحقیق حاضر بررسی اندازه های مختلف واحدهای پرورش گاو شیری و تخصیص بهینه عوامل تولید در گاوداری های شیری استان اصفهان است. بدین منظور با استفاده از روش خوشه ای تصادفی دو مرحله ای، تعداد 51 واحد گاوداری شیری استان اصفهان (20 درصد واحدهای فعال در سال 1387) انتخاب گردید. واحدهای انتخابی در سه شهرستان اصفهان، شهرضا و نجف آباد قرار داشتند. بررسی اندازه واحدهای مختلف با استفاده از رهیافت تابع تولید و در نظر گرفتن فرم "ترانسندنتال" محاسبه شد. تخصیص بهینه عوامل تولید با استفاده از قاعده 1=مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها نشان داد که عمده ترین بخش هزینه تولید شیر را هزینه خوراک مصرفی تشکیل می دهد. سهم این نهاده از هزینه متغیر تولید به طور متوسط 79/6 درصد است. بعد از آن به ترتیب هزینه نیروی کار با8/38 درصد، بهداشت و درمان 6/5 درصد, اسپرم با 2/1، هزینه های متفرقه با 65/1، استهلاک با 1/17، سوخت با 0/9 و هزینه بیمه دام با 0/6 در رده های بعدی قرار دارند. نتایج بدست آمده از برآورد تابع تولید کل واحدها نشان داد که نهاده های نیروی کار، کنسانتره مصرفی، علوفه مصرفی، هزینه بهداشت و تحصیلات مدیر مهمترین عوامل موثر در تولید شیر می باشند. همچنین بررسی مسئله تخصیص بهینه عوامل تولید نشان داد که واحدهای مورد بررسی از نهاده کنسانتره در حد بهینه، از نهاده علوفه نسبتا بیش از حد بهینه و از نیروی کار کمتر از حد بهینه استفاده می شود.. گروه بندی واحدها به دو ظرفیت کمتر از 500 رأس و بالاتر از آن و بررسی عوامل تولید در این گروه ها نشان داد که واحدهای با ظرفیت بالاتر از 500 رأس نسبت به واحدهای با ظرفیت کمتر از 500 رأس دارای عملکرد بهتری بوده و در این استان بکارگیری واحدهایی با ظرفیت بالاتر از 500 رأس مناسب می باشد.