Ketidakjelasan makna istilah “model”, jumlah jenis pemodelan yang sangat banyak, serta perkembangannya yang pesat, saat ini menyulitkan penyusunan klasifikasi model yang lengkap secara logis dan dapat memuaskan semua pihak. Klasifikasi semacam itu selalu bersifat konvensional, karena di satu sisi mencerminkan sudut pandang subjektif penulisnya, dan di sisi lain, mencerminkan batas pengetahuan mereka pada sejumlah bidang kajian ilmiah tertentu.
Klasifikasi yang disajikan di sini hendaknya dipandang sebagai upaya untuk menyusun suatu alat — atau model — guna menyelidiki sifat dan karakteristik proses pemodelan itu sendiri. Pemodelan adalah metode ilmiah umum untuk melakukan penelitian. Penggunaan pemodelan pada tingkat empiris maupun teoretis dalam penelitian menghasilkan pembedaan konvensional antara model material (fisik) dan model abstrak (ideal).
Pemodelan fisik adalah penyelidikan terhadap suatu objek dengan menggunakan analog material yang mereproduksi karakteristik fisik, geometris, dinamis, dan fungsional utamanya. Jenis utama pemodelan fisik adalah pemodelan skala penuh (prototipe) dan pemodelan analog. Kedua jenis ini didasarkan pada sifat kesebangunan geometris atau fisik.
Pemodelan abstrak berbeda dari pemodelan fisik karena tidak didasarkan pada analogi material antara objek dan model, melainkan pada analogi ideal atau konseptual, dan selalu bersifat teoretis. Pemodelan abstrak bersifat primer terhadap pemodelan fisik: pertama-tama, sebuah model ideal terbentuk dalam pikiran manusia, dan baru kemudian sebuah model fisik dibangun berdasarkan model tersebut.
Jenis utama pemodelan fisik adalah pemodelan skala penuh dan pemodelan analog. Keduanya didasarkan pada sifat kesebangunan geometris atau fisik. Dua bangun geometris dikatakan sebangun apabila rasio semua panjang dan sudut yang bersesuaian sama besar. Jika koefisien kesebangunan — yaitu skala — diketahui, maka ukuran salah satu bangun dapat dikalikan dengan faktor skala tersebut untuk menentukan ukuran bangun lain yang sebangun secara geometris. Dua fenomena fisik dikatakan sebangun apabila, dengan diketahuinya karakteristik salah satu fenomena, karakteristik fenomena yang lain dapat diperoleh melalui konversi sederhana, serupa dengan peralihan dari satu sistem satuan pengukuran ke sistem lainnya. Kajian mengenai syarat-syarat kesebangunan antarfenomena merupakan ranah teori kesebangunan.
Pemodelan skala penuh adalah pemodelan yang di dalamnya objek nyata direpresentasikan oleh analog material yang diperbesar atau diperkecil sehingga dapat diselidiki (biasanya dalam kondisi laboratorium), dengan pengalihan sifat-sifat proses dan fenomena yang diteliti dari model ke objek berdasarkan teori kesebangunan.
Pemodelan analog adalah pemodelan yang didasarkan pada analogi antara proses dan fenomena yang memiliki sifat fisik berbeda, tetapi dideskripsikan secara formal dengan cara yang sama (melalui relasi matematis, diagram logis, dan skema struktural yang sama). Pemodelan analog bertumpu pada kesamaan deskripsi matematis dari objek-objek yang berbeda.
Model fisik dan model analog merupakan cerminan material dari objek nyata dan terkait erat dengannya melalui karakteristik geometris, fisik, dan karakteristik lainnya. Dalam praktiknya, penyelidikan terhadap model jenis ini berarti melakukan serangkaian eksperimen fisik, yang di dalamnya objek nyata digantikan oleh model fisik atau model analognya.
Pemodelan abstrak terbagi menjadi dua jenis utama: pemodelan intuitif dan pemodelan ilmiah.
Pemodelan intuitif adalah pemodelan yang didasarkan pada gambaran intuitif (yang tidak dijustifikasi dari sudut pandang logika formal) mengenai objek yang diteliti — gambaran yang tidak dapat diformalkan atau tidak memerlukan formalisasi. Contoh paling jelas dari model intuitif tentang dunia sekitar adalah pengalaman hidup seseorang. Segala pengetahuan empiris yang tidak disertai penjelasan mengenai sebab dan mekanisme dari fenomena yang diamati juga harus dianggap sebagai pengetahuan intuitif.
Pemodelan ilmiah selalu berdasar pada logika, dengan menggunakan asumsi seminimal mungkin yang diterima sebagai hipotesis berdasarkan pengamatan terhadap objek yang dimodelkan.
Perbedaan utama antara pemodelan ilmiah dan pemodelan intuitif tidak hanya terletak pada kemampuan melakukan operasi dan tindakan yang diperlukan dalam pemodelan, tetapi juga pada pemahaman mengenai mekanisme “internal” yang digunakan. Dapat dikatakan bahwa pemodelan ilmiah tidak hanya mengetahui bagaimana cara memodelkan, tetapi juga mengapa hal itu harus dilakukan dengan cara tertentu. Perlu ditegaskan bahwa intuisi dan model intuitif memainkan peran yang sangat penting dalam ilmu pengetahuan — tidak ada pengetahuan baru yang benar-benar baru yang dapat dicapai tanpanya. Pengetahuan semacam itu tidak dapat diperoleh hanya melalui metode logika formal saja.
Pemodelan intuitif dan pemodelan ilmiah (teoretis) sama sekali tidak boleh dipertentangkan satu sama lain. Keduanya saling melengkapi dengan baik, masing-masing menempati ranah penerapannya sendiri.
Pemodelan simbolik adalah pemodelan yang menggunakan representasi berbasis tanda, seperti diagram, grafik, gambar, dan himpunan simbol, beserta hukum dan aturan yang mengatur cara penggunaannya. Contoh model semacam ini mencakup bahasa apa pun — misalnya, bahasa komunikasi manusia baik lisan maupun tulisan, bahasa algoritmik, dan sebagainya. Bentuk simbolik digunakan untuk menyampaikan baik pengetahuan ilmiah maupun pengetahuan intuitif. Pemodelan melalui relasi matematis juga merupakan salah satu contoh pemodelan simbolik.
Pengetahuan intuitif merupakan generator bagi pengetahuan baru. Namun, tidak semua dugaan dan gagasan mampu bertahan terhadap verifikasi selanjutnya melalui eksperimen maupun metode logika formal yang menjadi ciri khas pendekatan ilmiah, yang berfungsi sebagai semacam penyaring untuk mengidentifikasi pengetahuan yang paling berharga.