数学模型是使用数学概念和语言来对一个系统的描述。创建数学模型的过程叫做数学建模。数学模型不只用在自然科学（如物理、生物学、地球科学、大气科学）和工程学科（如计算机科学，人工智能）上，也用在社会科学（如经济学、心理学、社会学和政治科学）上；其中，物理学家、工程师、统计学家、运筹学分析家和经济学家们最常使用数学模型。模型会帮助解释一个系统，研究不同组成部分的影响，以及对行为做出预测。

Eykhoff定义「数学模型」为「对一个现存（或被建构的）系统本质的表述，以能以有用的形式表示出此系统的知识来。」

数学模型可以有许多种的形式，不只限定在动态系统、概率模型、微分方程或赛局模型而已。不同的模型可能有相同的形式，同一个模型也可能包含了不同的抽象结构。

A mathematical model is a description of a system using mathematical concepts and language. The process of developing a mathematical model is termed mathematical modeling. Mathematical models are used in the natural sciences (such as physics, biology, earth science, meteorology) and engineering disciplines (such as computer science, artificial intelligence), as well as in the social sciences (such as economics, psychology, sociology, political science). Physicists, engineers, statisticians, operations research analysts, and economists use mathematical models most extensively. A model may help to explain a system and to study the effects of different components, and to make predictions about behaviour.