В зависимости от способа построения функциональные модели бывают теоретическими и экспериментальными. Если физическая сторона процесса не изучена, то модель строится на основе опыта – это экспериментальная модель. Рассматриваются только входные и выходные параметры моделируемого объекта, рассматриваемого в виде кибернетического «черного ящика».
Функциональные математические модели, исходя из связей между параметрами моделей, разделяют на аналитические и алгоритмические. Аналитические модели имеют форму явных функциональных зависимостей искомых параметров от других параметров моделей. В алгоритмической модели такая зависимость выражена неявно, она описана в виде некоторого алгоритма.
Если при получении математической модели учитываются случайные факторы реального процесса и параметры модели носят случайный характер, такие модели называются стохастическими. В противном случае модели являются детерминированными.
Переменные входящие в модель, могут принимать отдельные изолированные значения или любые значения в пределах определённого непрерывного интервала. В первом случаи модель называется дискретной, во втором случаи модель называется непрерывной.
Особенности входящих в математические модели уравнений позволяют выделить линейные и нелинейные модели.
В зависимости от того, учитываются ли динамические процессы (то есть процессы, изменяющиеся во времени) или нет, различают динамические и статические модели.