수학적 모델링이란 수학적 모델링은 실세계와 수학 사이의 양방향 변환을 의미한다. 이는 적합한 수학적 모델을 선택하거나 구성함으로써 실세계 문제를 수학화하는 것(실세계로부터 수학으로 변환)뿐만 아니라 대응하는 수학 문제를 해결한 결과를 실세계에서 해석하고 타당화하는 것(수학으로부터 실세계로 변환)을 수반한다.

수학적 모델링은 모든 연령층의 학생이 지녀야 하는 중요한 역량이다. 모델링이 왜 그렇게 중요한지에 대한 이유 중 하나는, 모델링이 수학(종종 테크놀로지에 숨겨있기도 함)으로 가득한 우리 주변 세계를 더 잘 이해하는 방법이 될 수 있다는 점이다. 더욱이 수학과 실세계의 연계는 수학적 내용에 대한 학생들의 이해를 돕고 학생들이 수학에 참여하도록 동기화한다. 그뿐만 아니라, 현실과 수학의 연계는 적합한 수학관을 위해 필수불가결한 요소이다. 따라서 모든 학교급의 수학 교사는 모델링을 효과적인 방법으로 가르칠 준비가 되어있어야 한다.