시장실패는 연구개발투자에 정부 개입이 필요한 중요한 근거로 제시되어 왔다. 시장실패(market failure)는 시장이 효율적 자원배분에 실패하는 것을 의미한다. 신고전학파는 완전경쟁시장 하에서 자원배분의 효율성이 달성된다고 얘기하고 있다. 그러나 불완전 경쟁, 정보의 비대칭성, 공공재의 존재, 외부효과 등 다양한 요인으로 인해 완전경쟁은 이루어지지 않고, 그로 인해 시장실패는 일어난다. 특히 연구개발투자와 관련하여, 신고전학파는 상업적으로 충분한 가치가 있음에도 불구하고 기업이 연구개발투자를 하지 않는 시장실패에 대해 정부 개입이 정당화될 수 있는 근거로 외부성, 불가분성, 불확실성을 들고 있다(OECD, 1995; 과학기술정책연구원, 2005:에서 재인용).
신고전학파는 기본적으로 완전경쟁시장 하에서 자원배분의 효율성이 달성된다고 주장하지만 다양한 요인으로 시장실패는 일어나고, 외부성, 불가분성, 불확실성을 시장실패에 대한 정부 개입의 근거로 제시한다.