Ở cấp độ vi mô, tác động lan tỏa của FDI đến doanh nghiệp trong nước có thể được phân tích thông qua lý thuyết sản xuất và thay đổi công nghệ. Mô hình tăng trưởng nội sinh nhấn mạnh đóng góp lan tỏa của dòng vốn FDI đến nền kinh tế nước tiếp nhận ở cấp độ vĩ mô. Trong khi đó, các doanh nghiệp trong nước chính là những chủ thể kinh tế trực tiếp tương tác với doanh nghiệp FDI, đưa ra quyết định và thực hiện những chuyển đổi trong sản xuất kinh doanh. Do vậy, nghiên cứu hiệu ứng lan tỏa từ FDI sẽ là phù hợp hơn khi xem xét ở cấp doanh nghiệp (Aitken & Harrison, 1999; Kneller & Pisu, 2007).
Hoạt động sản xuất của doanh nghiệp là quá trình phối hợp và chuyển hóa các yếu tố đầu vào (hay yếu tố sản xuất) thành các yếu tố đầu ra (hay sản phẩm hàng hóa, dịch vụ). Yếu tố đầu vào được chia thành hai nhóm là lao động và vốn. Trong đó, lao động là yếu tố nền tảng trong hầu hết quy trình sản xuất. Nó có thể được hiểu là thời gian, công sức bỏ ra của nhà quản lý, công nhân và nhiều vị trí công việc khác. Các yếu tố về vốn như nguyên vật liệu, máy móc thiết bị, nhà xưởng và năng lượng.
Mối quan hệ giữa số lượng các yếu tố đầu vào và số lượng đầu ra của quá trình sản xuất được biểu diễn bằng hàm sản xuất. Theo đó, hàm sản xuất cho biết mức sản lượng tối đa (Y) mà doanh nghiệp có thể sản xuất được bằng cách kết hợp các yếu tố đầu vào (K, L) cho trước với quy trình công nghệ nhất định. Trong lý thuyết sản xuất, phổ biến nhất là hàm sản xuất Cobb-Douglas (Alhabeeb & Moffitt, 2013). Hàm sản xuất Cobb-Douglas có dạng: 𝑌 = 𝑌𝑌 𝑌𝑌𝑌 (A, α, β ˃0). Với dạng hàm này, hai yếu tố sản xuất K và L có thể thay thế cho nhau ở một mức độ nào đó nhưng không hoàn toàn. Hàm sản xuất Cobb-Douglas phản ánh những đặc điểm chung của các quá trình sản xuất trong thực tiễn. Đặc biệt, dạng hàm này còn bao gồm cả nhân tố quan trọng là công nghệ sản xuất (A) hay còn gọi là năng suất các nhân tố tổng hợp (Total Factor Productivity – TFP). Năng suất các nhân tố tổng hợp (TFP) bao gồm các biến số khác ngoài các yếu tố đầu vào truyền thống (vốn và lao động) và có ảnh hưởng quan trọng đến sản lượng đầu ra cũng như năng suất của doanh nghiệp. Felipe (1999) xem đó là
những yếu tố phi truyền thống như kiến thức và kỹ năng quản lý, trình độ lao động, cơ cấu nguồn lực, tiến bộ kỹ thuật, đổi mới công nghệ, nghiên cứu và phát triển, … Những yếu tố này tác động đến sự biến đổi và khả năng kết hợp của các yếu tố lao động và vốn. Chúng có thể được hình thành và phát triển từ nguồn lực nội tại của doanh nghiệp và cũng có thể là những ảnh hưởng lan tỏa hấp thụ được từ môi trường bên ngoài, ví dụ như hiệu ứng lan tỏa từ các doanh nghiệp FDI vốn có nhiều ưu thế về công nghệ sản xuất. Theo đó, qua quá trình tương tác, học hỏi từ các doanh nghiệp FDI, doanh nghiệp trong nước có thể từng bước cải thiện, đổi mới công nghệ sản xuất, từ đó nâng cao năng suất hoạt động và khả năng cạnh tranh (Caves, 1974; Kohpaipoon, 2006; Le & Pomfret, 2011).