Մոդելավորում՝ օբյեկտի (համակարգի,կառույցի, պրոցեսի) հետազոտումը դրա մոդելի միջոցով, մոդելի կառուցումը և ուսումնասիրումը այդ օբյեկտի մասին նոր գիտելիք ստանալու նպատակով։ Մոդելավորումը իմացաբանական կատեգորիա է՝ ճանաչողության կարևորագույն հնարներից ու մեթոդներից։ Որպես իրակասության արտացոլման եղանակ, մոդելավորումը առաջացել է հին աշխարհում և կատարելագործվել գիտական առաջադիմությանը զուգընթաց։ Մոդելավորումը լայնորեն կիրառվել է Վերածննդի դարաշրջանում․ Բրունելլեսկին, Միքելանջելոն և ուրիշներ օգտվում էին կառուցվող օբյեկտների մոդելներից։ Գ. Գալիլեյի և Լեոնարդո դա Վինչիի տեսական հետազոտություններում տրված են մոդելավորման կիրառման սահմանները։ XIX դարի կեսից, պայմանավորված բնագիտության և տեխնիկայի բուռն զարգացմամբ, զգալիորեն ընդլայնվել է մոդելավորման կիրառությունը։ Մոդելավորումը դասակարգում են ըստ մոդելների, մոդելավորման օբյեկտների ու միջոցների, մոդելների կիրառման բնագավառների են։ Մոդելավորումը, կոչվում է առարկայական, եթե հետազոտությունը կատարվում է այնպիսի մոդելով, որը վերարտադրում է օբյեկտի հիմնական երկրաչափական, ֆիզիկական, դինամիկական և ֆունկցիոնալ բնութագրերը։ Կիրառվում է նշանային մոդելավորումը, երբ որպես մոդելներ օգտագործվում են գծագրեր, բանաձևեր, հավասարումներ, որևէ լեզվի այբուբենով գրված բառեր, նախադասություններ են։
Նշանային համակարգերն ու դրանց տարրերը դիտարկվում են միասնաբար որոշակի գործողությունների ու ձևափոխությունների հետ, որ կատարում է մարդը կամ մեքենան։ Որոշ հանգամանքներում նշանային մոդելավորումը իրականացվում է մտային-ակնառու պատկերման միջոցով և հավակնում մտովի՝ զգայական-ակնառու ձևերով պատկերել ուսումնասիրվող օբյեկտի կառուցվածքը, տարրերի կապն ու փոխազդեցությունը (օրինակ, գազերի կինետիկ տեսության՝ Մաքսվելի, ատոմի մոլորակային և այլ մոդելներ)։ Պատկերային-մտային մոդելավորումը ճանաչողության պրոցեսի անհրաժեշտ պայմանն է նրա ձևավորման շրջանում։ Այն հնարավորություն է տալիս սովորական (անմիջական) գիտափորձը փոխարինել մոդելային գիտափորձով։ Մոդելային գիտափորձի հատուկ տեսակ է մտային գիտափորձը, երբ հետազոտողը մտովի գործառում է նշանային (հիմնականում՝ պատկերային) մոդելներով։ Մտային գիտափորձի ճանաչողական նշանակությունն ակնհայտ է դառնում այն դեպքում, երբ անհնար է իրական փորձ կատարել կամ էլ իրագործել առարկայական(առարկայական մաթեմատիկական) մոդելավորումը։ Հայտնի է մտային գիտափորձի ճանաչողական դերը քվանտային մեխանիկայում, հարաբերականության տեսության մեջ և այլուր։