Matematiksel model, bir sistemin matematiksel kavramlar ve dil kullanılarak tanımlanmasıdır. Matematiksel model geliştirme süreci, matematiksel modelleme olarak adlandırılır. Matematiksel modeller, doğa bilimlerinde (fizik, biyoloji, yer bilimi, meteoroloji gibi) ve mühendislik disiplinlerinde (bilgisayar bilimi, yapay zeka gibi) bunun yanı sıra sosyal bilimlerde (ekonomi, psikoloji, sosyoloji, siyaset bilim) kullanılır. Matematiksel modelleri daha çok fizikçiler, mühendisler, istatistikçiler, operasyon araştırma analistleri ve ekonomistler kullanır. Model, bir sistemi açıklamaya, farklı bileşenlerin etkilerini incelemeye ve bir davranış hakkında öngörüde bulunmak için yardımcı olabilir.