Modelleerimine on olemasolevate või kujutletavate objektide (esemete, nähtuste ja protsesside, seoste ja sõltuvuse) tunnetamise, fikseerimise, talletamise ja vahendamise meetod.
Modelleerimiseks ehk mudeldamiseks nimetatakse ka mudeli loomist. Mudeli järgi saab hinnata mingi objekti tegelikku olekut ning ennustada järgnevaid olekuid. Modelleerimise täpsus sõltub objekti keerukusest.
Modelleerimine seisneb mudelite konstrueerimises ja kasutamises. Modelleerimisel kasutatakse väga erinevat tüüpi mudeleid. Laialdaselt rakendatakse matemaatilist modelleerimist, mille puhul luuakse ja uuritakse matemaatilisi mudeleid.