Mô hình khoa học là mô hình đại diện cho một hiện tượng thực tế mà có thể khó quan sát được. Loại mô hình này được sử dụng để biểu thị thời tiết cũng như các hiện tượng sinh học và vật lý không thể nhìn thấy và đo lường được. dễ dàng bằng mắt thường hoặc thậm chí bằng các công cụ.
Các mô hình khoa học có dạng mô hình vật lý, khái niệm hoặc mô hình toán học. Các mô hình vật lý có thể tương tác, có nghĩa là hiển thị vật lý sự kiện ở quy mô dễ quan sát hơn, mặc dù không nhất thiết phải khớp hoàn toàn với hiện tượng đang được nghiên cứu. Các mô hình toán học xảy ra trong ứng dụng vật lý khá thường xuyên, bởi vì nhiều ý tưởng trong vật lý không thể được đo lường một cách dễ dàng hoặc trong một khoảng thời gian ngắn. Khi nghiên cứu các hiện tượng sinh thái, khía cạnh được nghiên cứu có thể có quy mô quá lớn để có thể đo lường chính xác, theo thời gian hoặc kích thước thực tế.
Mô hình là công cụ được sử dụng để hiểu các ý tưởng khoa học dễ dàng hơn. Hình ảnh của nguyên tử và các thành phần của chúng được coi là mô hình khoa học, vì rất khó để xem một nguyên tử ở quy mô mà nó tồn tại do các đặc tính của nó. Tương tự, các hình thái thời tiết hoặc các sự kiện địa chấn có thể xảy ra trong nhiều năm, nhiều thập kỷ hoặc thậm chí nhiều thế kỷ và hơn thế nữa, đòi hỏi các mô hình khoa học sử dụng dữ liệu khác để hình thành nên sự hiểu biết về toàn cảnh.