Begreppet ”biologisk modell” används på flera olika sätt, men innebörden av begreppet framgår oftast av sammanhanget. I en mening är det en matematisk modell av ett biologiskt system, medan det i en annan hänvisar till en specifik organism som kan studeras omfattande med målet att generera data som kan tillämpas på andra organismer. Denna term används också med hänvisning till en viss teori om ursprunget till psykisk ohälsa och psykisk ångest som uppstod på 19-talet då förståelsen av hjärnan utvecklades avsevärt.
I betydelsen en matematisk modell kan en biologisk modell konstrueras för att få en djupare förståelse av en organism, ett ekosystem, en genetisk släktlinje eller en mängd andra ämnen inom biologi. Med hjälp av matematik kan människor sätta upp och testa en modell. Många ämnen kan studeras inom ramen för matematik. Till exempel är befolkningstillväxt och befolkningsdynamik saker som lämpar sig mycket väl för matematisk modellering.
Att modellera biologiska system med matematik gör det också möjligt för människor att ändra parametrarna och variablerna för att se vad som skulle hända om förändringar inträffade i den verkliga världen. Till exempel kan en grupp forskare som arbetar med ett skadedjursbekämpningsprojekt ta en matematisk modell av skadedjuren i fråga och sedan börja lägga till variabler som användningen av insekticider, genetisk manipulation av befolkningen för att skapa sterilitet och andra saker för att se vilka tillvägagångssätt skulle sannolikt vara mest effektivt när det gäller att bekämpa insekterna.
En modellorganism kan tillhandahålla data som kan vara tillämpliga på andra organismer. Labråttan är en klassisk symbol, studerad med målet att lära sig mer om naturen hos andra däggdjur, särskilt människor. Fruktflugor är också vanligt förekommande, liksom Escherichia coli, en bakterie som studeras brett i laboratorier över hela världen. Dessa biologiska modeller är valda på grund av likheterna mellan dem och andra organismer, eller för egenskaper som snabb reproduktion eller genom som är lätta att manipulera.
Inom medicinens värld är den biologiska modellen en teori för att förklara hur psykisk ohälsa uppstår, och för att ge insikt i potentiella behandlingar. Människor som stöder denna modell tror att psykologiska problem kan förklaras av fysiska och kemiska problem i hjärnan och centrala nervsystemet, såsom onormala nivåer av signalsubstanser eller abnormiteter i hjärnans struktur. Detta skulle göra psykologiska tillstånd behandlingsbara som andra sjukdomar.
Denna modell antogs på 19-talet, och den förändrade radikalt synen på behandlingen av psykiskt sjuka. Historiskt sett fick människor med psykisk ohälsa skulden för sin sjukdom och antogs vara ansvariga för den; under denna modell insåg läkare att deras psykologiska problem inte var deras fel och att de kunde behandlas. Detta markerade en radikal förändring från instängdhet, isolering och övergivande i asylanstalter och andra anläggningar som byggts för att hysa psykiskt sjuka.