Материальные модели характерны тем, что они более наглядны и просты для понимания. В самом деле, все модели этого класса основаны на использовании свойства подобия между ними и какими-либо объектами-оригиналами. При этом физические модели обычно являются геометрически подобными оригиналам, а аналоговые – напротив, физически.

Допустим, макет торпеды должен обладать геометрическим подобием, а процесс обтекания его потоками жидкости и газа или колебаний в этих средах – описываться одними и теми же математическими соотношениями.

Методы физического (натурного, предметного) моделирования нашли самое широкое применение в авиа-, автомобиле-, ракето- и судостроении, а также в других отраслях промышленности и транспорта.

Например, при разработке нового летательного аппарата большое значение имеют эксперименты с натурными образцами или моделями в аэродинамической трубе. Исследование полученных результатов их обтекания воздушным потоком позволяет найти наиболее рациональные формы корпуса самолёта либо ракеты и всех их выступающих частей.

В основу аналогового моделирования положено совпадение (преимущественно – качественное) математического описания различных предметов, процессов и явлений. Характерным примером аналоговых моделей служат механические и электрические колебания, которые подчинены одним и тем же законам, т. е. описываются одинаковыми аналитическими формулами, но относятся к качественно различным физическим процессам.

При некоторых допущениях аналогичными можно считать большинство процессов, протекающих в газе и жидкости, включая обтекание их потоками различных тел, а также явления теплопереноса и диффузии примесей.

Основное удобство аналоговых моделей заключается в том, что изучение одних процессов можно проводить в других, более удобных условиях. Например, изучение тех же механических колебаний можно вести с помощью электрической схемы, а обтекание жидкости – заменить обтеканием газом, и наоборот.