مطالعه اثرات خارجی ناشی ازبخش حمل و نقل و هزینه هایی که خودروها بر جامعه وارد می نماید نیازمند بررسی های دقیق تری به منظور کاهش این هزینه ها می باشد. این تحقیق به مطالعه مدلی تحلیلی برای تخمین نرخ مالیات بهینه می پردازد که در بر گیرنده اثرات خارجی همچون ازدحام، آلودگی، تصادفات و اثرات متقابل برخاسته از سیستم مالی پس از اعمال نرخ مالیات بهینه است. محاسبات در غالب سناریو های مختلف برای پارامتر های معرفی شده انجام گرفته و حساسیت نرخ مالیات بهینه نسبت به تغییر پارامتر ها بررسی شده است .مقدار مالیات بهینه در مقادیر مرکزی پارامتر ها باتعدیل تمام پارامتر ها نسبت به نرخ ارز در سال 1391، 527 سنت در هر گالن معادل با 34671 ریال در هر لیتر با نرخ دلار 25000 ریال به دست آمده است. همچنین نرخ مالیات vmt، 801 سنت بر گالن محاسبه شد. در این تحقیق همچنین اثرات رفاهی به دست آمده از اعمال مالیات بهینه مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که با وضع مالیات بهینه بیشتربن تغییرات رفاهی مثبت در مقایسه با سایر نرخ ها به دست خواهد آمد و حتی تغییرات رفاهی در حالت مالیات بر کیلومتر(vmt) در مقایسه با حالت مالیات بر سوخت بیشتر خواهد بود.