ความกำกวมของคำว่า “แบบจำลอง” จำนวนมหาศาลของประเภทการสร้างแบบจำลอง และการพัฒนาที่รวดเร็วของสิ่งเหล่านี้ในปัจจุบัน ทำให้ยากที่จะสร้างการจัดหมวดหมู่แบบจำลองที่สมบูรณ์เชิงตรรกะซึ่งจะเป็นที่พอใจของทุกคน การจัดหมวดหมู่เช่นนี้ล้วนเป็นไปตามธรรมเนียม เนื่องจากในด้านหนึ่งสะท้อนมุมมองส่วนตัวของผู้เขียน และอีกด้านหนึ่งสะท้อนขอบเขตความรู้ของพวกเขาในสาขาการศึกษาทางวิทยาศาสตร์จำนวนจำกัด
การจัดหมวดหมู่ที่นำเสนอในที่นี้ควรมองว่าเป็นความพยายามสร้างเครื่องมือ — หรือแบบจำลอง — สำหรับศึกษาคุณสมบัติและลักษณะเฉพาะของกระบวนการสร้างแบบจำลองเอง การสร้างแบบจำลองเป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ทั่วไปในการศึกษาค้นคว้า การใช้การสร้างแบบจำลองทั้งในระดับเชิงประจักษ์และเชิงทฤษฎีของการวิจัยนำไปสู่การแบ่งตามธรรมเนียมระหว่างแบบจำลองกายภาพ (วัตถุ) และแบบจำลองนามธรรม (อุดมคติ)
การสร้างแบบจำลองกายภาพคือการศึกษาวัตถุโดยใช้สิ่งเทียบเคียงเชิงวัตถุที่จำลองลักษณะเฉพาะทางกายภาพ เรขาคณิต พลวัต และหน้าที่หลักของวัตถุนั้น ประเภทหลักของการสร้างแบบจำลองกายภาพคือการสร้างแบบจำลองเสมือนจริง (ต้นแบบ) และการสร้างแบบจำลองอนาล็อก ทั้งสองประเภทตั้งอยู่บนคุณสมบัติของความคล้ายคลึงเชิงเรขาคณิตหรือเชิงกายภาพ
การสร้างแบบจำลองนามธรรมแตกต่างจากการสร้างแบบจำลองกายภาพตรงที่ไม่ได้ตั้งอยู่บนความคล้ายคลึงเชิงวัตถุระหว่างวัตถุกับแบบจำลอง แต่ตั้งอยู่บนความคล้ายคลึงเชิงอุดมคติหรือเชิงมโนทัศน์ และมีลักษณะเชิงทฤษฎีเสมอ การสร้างแบบจำลองนามธรรมเป็นสิ่งที่มาก่อนการสร้างแบบจำลองกายภาพ กล่าวคือ แบบจำลองเชิงอุดมคติจะก่อตัวขึ้นในจิตใจมนุษย์ก่อน แล้วจึงสร้างแบบจำลองกายภาพขึ้นบนพื้นฐานของแบบจำลองนั้น
ประเภทหลักของการสร้างแบบจำลองกายภาพคือแบบเสมือนจริงและแบบอนาล็อก ทั้งสองแบบตั้งอยู่บนคุณสมบัติของความคล้ายคลึงเชิงเรขาคณิตหรือเชิงกายภาพ รูปเรขาคณิตสองรูปจะคล้ายกันหากอัตราส่วนของความยาวและมุมที่สอดคล้องกันทั้งหมดเท่ากัน หากทราบสัมประสิทธิ์ความคล้ายคลึง — มาตราส่วน — ก็สามารถคูณขนาดของรูปหนึ่งด้วยตัวประกอบมาตราส่วนเพื่อหาขนาดของอีกรูปหนึ่งที่คล้ายกันเชิงเรขาคณิตได้ ปรากฏการณ์ทางกายภาพสองอย่างจะคล้ายกันหากเมื่อทราบลักษณะเฉพาะของอย่างหนึ่งแล้ว สามารถหาลักษณะเฉพาะของอีกอย่างหนึ่งได้ด้วยการแปลงอย่างง่ายซึ่งคล้ายกับการเปลี่ยนจากระบบหน่วยวัดหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง การศึกษาเงื่อนไขความคล้ายคลึงระหว่างปรากฏการณ์ต่าง ๆ เป็นขอบเขตของทฤษฎีความคล้ายคลึง
การสร้างแบบจำลองเสมือนจริงคือการสร้างแบบจำลองที่วัตถุจริงถูกแทนด้วยสิ่งเทียบเคียงเชิงวัตถุที่ขยายหรือย่อขนาด ซึ่งสามารถนำไปศึกษาได้ (โดยทั่วไปภายใต้เงื่อนไขห้องปฏิบัติการ) พร้อมกับการถ่ายโอนคุณสมบัติของกระบวนการและปรากฏการณ์ที่ศึกษาจากแบบจำลองไปยังวัตถุจริงในภายหลัง โดยอาศัยทฤษฎีความคล้ายคลึง
การสร้างแบบจำลองอนาล็อกคือการสร้างแบบจำลองที่ตั้งอยู่บนความคล้ายคลึงระหว่างกระบวนการและปรากฏการณ์ที่มีธรรมชาติทางกายภาพแตกต่างกัน แต่ถูกอธิบายในเชิงรูปแบบด้วยวิธีเดียวกัน (ด้วยความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ แผนภาพเชิงตรรกะ และแผนผังโครงสร้างเดียวกัน) การสร้างแบบจำลองอนาล็อกตั้งอยู่บนความสอดคล้องกันของคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของวัตถุต่าง ๆ
แบบจำลองกายภาพและแบบจำลองอนาล็อกเป็นภาพสะท้อนเชิงวัตถุของวัตถุจริง และเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับวัตถุนั้นผ่านลักษณะเฉพาะทางเรขาคณิต กายภาพ และอื่น ๆ ในทางปฏิบัติ การศึกษาแบบจำลองประเภทนี้ก็คือการทำการทดลองทางกายภาพชุดหนึ่ง ซึ่งวัตถุจริงถูกแทนที่ด้วยแบบจำลองกายภาพหรือแบบจำลองอนาล็อกของมัน
การสร้างแบบจำลองนามธรรมแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ แบบสัญชาตญาณและแบบวิทยาศาสตร์
การสร้างแบบจำลองเชิงสัญชาตญาณคือการสร้างแบบจำลองที่ตั้งอยู่บนความเข้าใจเชิงสัญชาตญาณ (ที่ไม่มีเหตุผลรองรับในแง่ตรรกศาสตร์เชิงรูปแบบ) เกี่ยวกับวัตถุที่ศึกษา ซึ่งไม่สามารถแปรเป็นรูปแบบได้หรือไม่จำเป็นต้องแปรเป็นรูปแบบ ตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของแบบจำลองเชิงสัญชาตญาณของโลกรอบตัวคือประสบการณ์ชีวิตของบุคคล ความรู้เชิงประจักษ์ใด ๆ ที่ขาดคำอธิบายถึงสาเหตุและกลไกของปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ก็ควรถือว่าเป็นความรู้เชิงสัญชาตญาณเช่นกัน
การสร้างแบบจำลองเชิงวิทยาศาสตร์นั้นมีเหตุผลทางตรรกะรองรับเสมอ โดยใช้ข้อสมมติจำนวนน้อยที่สุดที่ยอมรับเป็นสมมติฐานบนพื้นฐานของการสังเกตวัตถุที่กำลังสร้างแบบจำลอง
ความแตกต่างสำคัญระหว่างการสร้างแบบจำลองเชิงวิทยาศาสตร์กับเชิงสัญชาตญาณไม่ได้อยู่เพียงที่ความสามารถในการปฏิบัติการและการกระทำที่จำเป็นในการสร้างแบบจำลองเท่านั้น แต่ยังอยู่ที่ความเข้าใจกลไก “ภายใน” ที่ใช้งานด้วย อาจกล่าวได้ว่าการสร้างแบบจำลองเชิงวิทยาศาสตร์รู้ไม่เพียงแต่ อย่างไร ที่จะสร้างแบบจำลอง แต่ยังรู้ด้วยว่า เพราะเหตุใด จึงควรทำในลักษณะนั้น ๆ ต้องเน้นย้ำว่าสัญชาตญาณและแบบจำลองเชิงสัญชาตญาณมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในวิทยาศาสตร์ — ไม่มีความรู้ใหม่อย่างแท้จริงใดที่จะบรรลุได้หากปราศจากสิ่งเหล่านี้ ความรู้เช่นนั้นไม่อาจบรรลุได้ด้วยวิธีการทางตรรกศาสตร์เชิงรูปแบบเพียงอย่างเดียว
การสร้างแบบจำลองเชิงสัญชาตญาณและเชิงวิทยาศาสตร์ (เชิงทฤษฎี) ไม่ควรถูกมองว่าขัดแย้งกันแต่อย่างใด ทั้งสองเสริมกันได้อย่างดี โดยแต่ละแบบมีขอบเขตการประยุกต์ใช้ของตนเอง
การสร้างแบบจำลองเชิงสัญลักษณ์คือการสร้างแบบจำลองที่ใช้การแสดงแทนเชิงสัญลักษณ์ เช่น แผนภาพ กราฟ ภาพวาด และชุดสัญลักษณ์ ร่วมกับกฎและกติกาที่กำกับการจัดการสิ่งเหล่านั้น ตัวอย่างของแบบจำลองเช่นนี้ ได้แก่ ภาษาใด ๆ ก็ตาม — ตัวอย่างเช่น ภาษาพูดและภาษาเขียนของมนุษย์ ภาษาอัลกอริทึม และอื่น ๆ รูปแบบเชิงสัญลักษณ์ถูกใช้ในการถ่ายทอดทั้งความรู้เชิงวิทยาศาสตร์และเชิงสัญชาตญาณ การสร้างแบบจำลองด้วยความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของการสร้างแบบจำลองเชิงสัญลักษณ์เช่นกัน
ความรู้เชิงสัญชาตญาณเป็นตัวกำเนิดความรู้ใหม่ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกข้อสันนิษฐานและแนวคิดที่จะผ่านการตรวจสอบยืนยันในภายหลังด้วยการทดลองและด้วยวิธีการทางตรรกศาสตร์เชิงรูปแบบอันเป็นลักษณะเฉพาะของแนวทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นเสมือนตัวกรองสำหรับคัดเลือกความรู้ที่มีคุณค่าที่สุด