نموذج النظام الإيكولوجي هو تمثيل تجريدي، ورياضي عادة، النظام البيئي (يتراوح النطاق بين مجموعة سكانية فردية، إلى مجتمع بيئي، أو حتى إلى إقليم أحيائي كامل)، التي تتم دراستها لفهم النظام الحقيقي بشكل أفضل.
باستخدام البيانات التي تم جمعها من الحقل الميداني، يتم اشتقاق العلاقات البيئية - مثل علاقة ضوء الشمس وتوافر المياه بمعدل التمثيل الضوئي، أو العلاقة بين الحيوانات المفترسة والفرائس - ويتم دمجها لتشكيل نماذج النظام البيئي. ثم يتم دراسة هذه الأنظمة النموذجية من أجل عمل تنبؤات حول ديناميكيات النظام الحقيقي. في كثير من الأحيان، ستؤدي دراسة عدم الدقة في النموذج (عند مقارنتها بالملاحظات التجريبية) إلى توليد فرضيات حول العلاقات البيئية المحتملة غير المعروفة أو المفهومة جيدًا حتى الآن. تمكّن النماذج الباحثين من محاكاة تجارب واسعة النطاق قد تكون مكلفة للغاية أو غير أخلاقية لإجراءها على نظام بيئي حقيقي. كما أنها تمكن من محاكاة العمليات البيئية على فترات زمنية طويلة جدًا (أي محاكاة عملية تستغرق قرونًا في الواقع، يمكن إجراؤها في غضون دقائق في نموذج الكمبيوتر).
نماذج النظم الإيكولوجية لها تطبيقات في مجموعة متنوعة من التخصصات، مثل إدارة الموارد الطبيعية، السموم البيئية والصحة البيئية، الزراعة، والحفاظ على الحياة البرية. تم تطبيق النمذجة البيئية على علم الآثار بدرجات متفاوتة من النجاح، على سبيل المثال، الدمج مع النماذج الأثرية لشرح تنوع الأدوات الحجرية وتنقلها.