Buenas,
en el plano puramente técnico un operador tiene dos tipos de gastos, capex y opex. A grosso modo el capex se compone mayoritariamente del coste de los equipos y licencias de espectro de radio y software, y el opex de gastos de mantenimiento de red como supervisión o técnicos de campo para instalaciones y averías (y no olvidemos la factura eléctrica que no es poca). A todo esto le tienes que sumar el coste del tránsito, es decir, lo que paga el operador por "salir" a Internet. Luego ya tienes costes de personal, marketing y publicidad etc como cualquier empresa.
Aquí tienes que pensar que hay dos tipos de operadores, los incumbentes que son los "grandes" y operan su propia red (por ejemplo Orange o Movistar) y los OMV u operadores móvil virtuales, que lo que hacen es alquilar parte de la infraestructura a los incumbentes (generalmente radio ya que necesita tanto licencia de espectro como una gran inversión). Según el tamaño del OMV ya gestionan ellos más o menos parte del resto, por lo general suelen aportar la plataforma de control de usuarios y en algunos casos algunos de los routers de control o tráfico de usuario.
Logicamente un OMV va a tener menores costes y por lo tanto puede ofrecer mejores precios, con la contrapartida de que si todo el mundo usara OMVs tendrían que reconvertirse o no tendríamos servicio :)
Como curiosidad, los datos más caros que se pueden pagar son los SMS. Un SMS son 140 bytes, pongamos que te lo cobran a 10 céntimos, te sale el byte a 0.071 céntimos. Si cogemos un bono de datos cualquiera, por ejemplo uno de SIMYO que te da 15Gb por 12.5 Euros, el byte te sale a 0.000000076 céntimos , casi un millón de veces más barato. Igual por eso triunfa tanto Whatsapp :D
Saludos