Kognitivní model je aproximace zvířecích kognitivních procesů (převážně lidských) pro účely porozumění a predikce. Kognitivní modely mohou být vyvinuty v rámci kognitivní architektury nebo bez ní, i když ne vždy je lze snadno rozlišit.
Na rozdíl od kognitivních architektur bývají kognitivní modely zaměřeny na jediný kognitivní jev nebo proces (např. učení seznamu), na to, jak se dva nebo více procesů vzájemně ovlivňují (např. vizuální hledání a rozhodování), nebo na vytváření behaviorálních předpovědí pro konkrétní úkol nebo nástroj (např. jak zavedení nového softwarového balíčku ovlivní produktivitu). Kognitivní architektury bývají zaměřeny na strukturální vlastnosti modelovaného systému a pomáhají omezovat vývoj kognitivních modelů v rámci architektury. Podobně vývoj modelu pomáhá informovat o omezeních a nedostatcích architektury. Mezi nejpopulárnější architektury pro kognitivní modelování patří ACT-R a Soar.
Kognitivní modelování se historicky vyvinulo v rámci kognitivní psychologie / kognitivní vědy (včetně lidských faktorů) a obdrželo příspěvky z oblastí strojového učení a umělé inteligence, abychom jmenovali alespoň některé.
Existuje mnoho typů kognitivních modelů a mohou se pohybovat od krabicových a šipkových diagramů přes sadu rovnic až po softwarové programy, které spolupracují se stejnými nástroji, které lidé používají k plnění úkolů (např. počítačová myš a klávesnice).