Con il termine modellizzazione s'intende quel processo cognitivo che porta alla costruzione di un modello. Un modello è una rappresentazione mentale o teorica contenente la struttura essenziale degli oggetti o degli eventi nel mondo reale. In ambito scientifico, la modellizzazione permette di selezionare particolari aspetti di una realtà (un fenomeno fisico, una situazione in campo economico, un fenomeno naturale) e rappresentarli con i linguaggi della logica, stabilendo fra tali aspetti relazioni di tipo matematico.
La modellizzazione di un sistema fisico o di un processo reale non è un'attività puramente mentale, in quanto prevede l'interazione con oggetti reali tramite l'osservazione e la sperimentazione.