Метод  моделирования отличен как от теоретического метода, дающего обобщенное, абстрагированное знание, так и от эмпирического. Научная модель – это мысленно представленная или материально реализованная система, которая адекватно отображает предмет исследования и способна замещать его так, что изучение модели позволяет получить новую информацию об этом объекте. Моделирование – это метод создания и исследования моделей. При моделировании исследователь пользуется методом аналогий, умозаключением «от частного к частному», тогда как экспериментатор работает с помощью методов индукции (математическая статистика является  современным вариантом индуктивного вывода). Теоретик пользуется правилами дедуктивного умозаключения.  

Любой эксперимент может осуществляться как непосредственно с объектом, так и с «заместителем», аналогом  этого объекта в познании – моделью.

Использование моделей позволяет  применять экспериментальный метод исследования к таким объектам, непосредственное оперирование с которыми затруднительно или даже невозможно. К таким объектам относятся уникальные системы, недоступные экспериментальному изучению, или системы, на которых эксперимент производить по моральным соображениям нельзя: человек, как объект, например, ряда медицинских и психофармакологических исследований. Иногда модель выбирается исходя из принципов удобства, большей простоты и экономичности проведения исследования. Вместо того чтобы исследовать особенности элементарных форм научения и познавательной активности  у человека, ученые успешно используют для этого «биологические модели»: обезьян, кроликов, крыс и даже свиней.

Различают «физическое» и «знаково-символическое» моделирование. «Физическая» модель исследуется экспериментально, «знаково-символическая» модель, как правило, реализуется в виде более или менее сложной компьютерной программы, и исследование ее поведения – дело теоретиков. Проблема  «внешней»  валидности  метода моделирования особенно остра, т.к. его успех зависит от меры сходства объекта исследования с его аналогом.