De l'équation gravitationnelle de Newton au simulateur complet d'un avion, un modèle est une construction de l'esprit (intellectuelle, matérielle ou logicielle) permettant de simuler les propriétés d'un domaine empirique. Faisant généralement l'objet d'une formalisation mathématique, déterministe ou stochastique (aléatoire), il permet de reproduire les mêmes effets (sorties) à partir des mêmes causes (entrées). A l'exception des modèles exclusivement reproductifs, « boîtes noires » fondés sur des réseaux de neurones par exemple, il bénéficie le plus souvent d'un pouvoir explicatif reposant sur une série d'hypothèses et la mise en place de concepts théoriques. Il suppose alors un certain niveau de compréhension des phénomènes physiques.