La modélisation est une méthode d’investigation appartenant aux méthodes scientifiques générales applicables tant au niveau empirique qu’au niveau théorique de la connaissance. Pratiquement toutes les autres méthodes d’investigation peuvent être employées dans la construction et l’étude d’un modèle.
Par « modèle » (du latin modulus — mesure, patron, étalon), on entend un objet matériel ou conçu mentalement qui, au cours du processus d’investigation, se substitue à l’objet original tout en conservant certains traits essentiels pour la recherche en question. Le processus de construction et d’utilisation d’un modèle est appelé modélisation.
En analyse des systèmes, la modélisation est considérée comme la principale méthode d’investigation scientifique, liée au perfectionnement des méthodes d’obtention et d’enregistrement de l’information sur les objets étudiés, ainsi qu’à l’acquisition de nouvelles connaissances au moyen d’expériences fondées sur des modèles. Aujourd’hui, la plupart des modèles sont élaborés à l’aide de la technologie informatique ; de tels modèles peuvent être créés au moyen de logiciels ou constituer eux-mêmes des logiciels.
Lors de la construction d’un modèle, le chercheur part toujours des objectifs fixés et ne prend en considération que les facteurs les plus essentiels à leur réalisation. Par conséquent, aucun modèle n’est identique à l’objet original et se trouve donc intrinsèquement incomplet, puisque le chercheur n’a considéré que les facteurs jugés les plus importants de son point de vue.
La finalité la plus importante et la plus répandue des modèles réside dans leur utilisation pour étudier et prévoir le comportement de processus et de phénomènes complexes. Il convient de garder à l’esprit que certains objets et phénomènes ne peuvent absolument pas être étudiés directement. Une autre finalité tout aussi importante des modèles est qu’ils aident à identifier les facteurs les plus significatifs qui déterminent les propriétés d’un objet, puisque le modèle lui-même ne reflète que certaines caractéristiques fondamentales de l’objet original dont la prise en compte est nécessaire pour étudier un processus ou un phénomène donné. Un modèle permet d’apprendre à contrôler correctement un objet en testant diverses stratégies de contrôle. L’utilisation de l’objet réel à cette fin est souvent risquée, voire tout simplement impossible. Lorsque les propriétés d’un objet évoluent dans le temps, la tâche consistant à prévoir l’état de l’objet sous l’influence de divers facteurs revêt une importance particulière.
L'objectif de la modélisation détermine quels aspects de l’original doivent être reflétés dans le modèle. Des objectifs différents donnent naissance à des modèles différents d’un même objet.
Les modèles peuvent être construits par la pensée (modèles abstraits) ou par le monde matériel (modèles matériels). Une place particulière parmi les modèles abstraits est occupée par les modèles linguistiques. L’ambiguïté et l’imprécision du langage naturel, si utiles dans de nombreuses situations, peuvent constituer un obstacle dans certains types de pratique. Dans de tels cas, des langages plus précis (professionnels) sont créés — toute une hiérarchie de langages d’une précision toujours croissante, culminant dans le langage idéalement formalisé des mathématiques.