Одним з головних результатів багатовікового розвитку науки є пізнання й пояснення незліченної множини об'єктивно існуючих явищ і процесів, що протікають на різних рівнях живої й неживої природи. Компоненти теоретичного арсеналу сучасної науки - картини миру, теорії, закони, принципи - всі вони від найбільш загальних практично універсальних, таких як закони збереження речовини й енергії, початку термодинаміки, закон всесвітнього тяжіння й інших, до сугубо локальних, стосовних до вузького класу об'єктів або явищ, носять модельний характер. У такий спосіб у розпорядженні дослідника, що вирішує на основі моделювання конкретну дослідницьку або прикладну задачу, сьогодні перебуває величезна множина моделей-заготівель, які, мабуть, можуть і повинні бути використані. Найбільш сприятливої є ситуація, коли підмети опису й дослідженню властивості об'єкта вдається представити безпосередньо на основі раніше розроблених і практично достовірних модельних конструктів, що є елементами відповідних областей теоретичного знання (механіки, термодинаміки, електротехніки й т.п.). У цьому випадку створювана конкретна модель повинна бути охарактеризована як аналітична (теоретична). Вона, як правило, не тільки описує властивості й характеристики об'єкта, але розкриває й у термінах відповідних теорій виявляє сутність процесів, що протікають у досліджуваному об'єкті. Всі допущення й обмеження переносяться на модель.
На практиці теоретичні моделі виступають у двох основних ролях. Насамперед, вони утворять структурну основу і є головним вихідним матеріалом усіх без винятку теоретичних побудов. Будь-яка теорія, що ставиться до сфери точних наук, є не що інше, як система взаємозалежних аналітичних моделей, підлегла регулятивним принципам й універсальним залежностям більше високого рівня.
У пошукових областях наукового знання теоретичні моделі, призначені для пояснення й опису явищ, що не укладаються в існуючі теоретичні подання, відіграють роль головного інструмента пізнання.
У сформованих областях наукового знання, головним чином, прикладного характеру, таких як теоретична механіка, теоретична електротехніка й ін. аналітичні моделі, у більшій або меншій мері доповнювання узагальненими експериментальними даними, носять типовий канонічний характер, вони є найважливішою складовою частиною понятійного апарата, специфічної мови й професійного мислення. Разом з тим, моделі цього класу є основою для рішення множини конкретних прикладних задач, зокрема інженерно-технічного характеру, що ставиться до добре вивчених, не занадто складним об'єктам і носять типовий або рутинний характер. Розрахунок характеристик стійкості конструкцій, розрахунки параметрів і характеристик електричних ланцюгів. У кожному конкретному випадку модель досліджуваного явища будується з урахуванням специфіки природи й властивостей об'єкта.
В основі аналітичних моделей, як правило, лежать так називані балансові співвідношення, що зв'язують вхідних і вихідних змінних або деяких функціоналів від цих змінних, що мають зміст узагальнених сил, узагальнених потоків або координат. Типові приклади: умова рівноваги сил або моментів, що діють на деяку механічну систему, рівність мас вихідних і кінцевих продуктів деякої хімічної реакції, рівність нулю суми ЭДС і падінь напруг в електричному ланцюзі й т.п. Всі ці та інші їм подібні співвідношення являють собою приватні прояви законів збереження речовини й енергії. До цієї основи додається необхідна додаткова інформація, що не випливає із цих співвідношень, джерелом якої може бути або специфічна для даного класу об'єктів теорія, або експеримент. Можливості чисто теоретичного рішення питання зменшуються з ростом складності й новизни досліджуваного об'єкта. Втім, досвід показує, що нерідко навіть для широко використовуваних на практиці й здавалося б, добре вивчених об'єктів і процесів, наприклад металургійних, чисто аналітичним шляхом побудувати задовільну модель не вдається й це спонукує дослідника до формування моделі переважно на експериментальній основі, тобто в класі ідентифікуємих моделей.
