Năng suất lúa lý thuyết là giá trị sản lượng tối đa mà cây lúa có thể đạt được trong điều kiện canh tác tối ưu, không chịu tác động bởi sâu bệnh, cỏ dại, hoặc các yếu tố bất lợi về môi trường. Để tính năng suất lý thuyết của lúa, cần dựa trên các yếu tố cấu thành năng suất như số bông trên đơn vị diện tích, số hạt trên mỗi bông, trọng lượng hạt và tỉ lệ hạt chắc. Công thức cơ bản để tính năng suất lý thuyết là: Năng suất (kg/ha) = Số bông/m2 x Số hạt/bông x Trọng lượng hạt (g/1000 hạt) x Tỉ lệ hạt chắc (%) x 10.000 (diện tích ha). Ngoài ra, giá trị này còn phụ thuộc vào tiềm năng di truyền của giống lúa, điều kiện đất đai, chế độ dinh dưỡng, nước tưới, và trình độ chăm sóc của người nông dân.

Trong thực tế, năng suất lúa lý thuyết thường cao hơn nhiều so với năng suất thu được do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh như thời tiết, dịch hại, chế độ canh tác chưa tối ưu hoặc các sự cố ngoài ý muốn. Tuy nhiên, thông qua tính toán năng suất lý thuyết, nông dân có cơ sở để đối chiếu, đánh giá hiệu quả canh tác và tìm ra nguyên nhân cản trở để có biện pháp cải thiện kịp thời. Phương pháp này cũng giúp các nhà nghiên cứu và quản lý nông nghiệp xác định tiềm năng và định hướng phát triển các giống lúa mới cũng như ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất. Do đó, việc hiểu và tính toán chính xác năng suất lúa lý thuyết là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả phục vụ sản xuất và đảm bảo an ninh lương thực.