通過數字計算機、模擬計算機或混合計算機上運行的程序表達的模型。采用適當的仿真語言或程序，
物理模型、數學模型和結構模型一般能轉變為仿真模型[6]。關于不同控制策略或設計變量對系統的影響，或是系統受到某些擾動后可能產生的影響，是在系統本身上進行實驗，但這并非永遠可行。原因是多方面的，例如：實驗費用可能是昂貴的；系統可能是不穩定的，實驗可能破壞系統的平衡，造成危險；系統的時間常數很大，實驗需要很長時間；待設計的系統尚不存在等。在這樣的情況下，建立系統的仿真模型是有效的。例如，生物的甲烷化過程是一個絕氧發酵過程，由于的作用分解而產生甲烷。根據生物化學的知識可以建立過程的仿真模型，通過計算機尋求過程的穩態值并且可以研究各種起動方法。這些研究幾乎不可能在系統自身上完成，因為從技術上很難保持過程處于穩態，而且生物甲烷化反應的起動過程很慢，需要幾周的時間。但如果利用（仿真）模型在計算機上仿真，則甲烷化反應的起動過程只需要幾分鐘的時間。
數字模型又稱數字沙盤，多媒體沙盤、數字沙盤系統等，它是以三維的手法進行建模，模擬出一個三維的建筑、場景、效果，可以在數字場景中任意游走、馳騁、飛行、縮放，從整體到局部再從局部到整體，無所限制。用三維數字技術搭建的三維數字城市、虛擬樣板間，交通橋梁仿真、園林規劃三維可視化、古建三維仿真、機械工業設備仿真演示借助 pc機、顯示系統等起到展示、解說、指揮、講解等作用。 多媒體沙盤是利用投影設備結合物理規劃模型，通過對位，制作動態平面動畫，并投射到物理沙盤，從而產生動態變化的新的物理模型表現形式。