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建立物理模型是物理学中的一种十分重要的研究方法，它不仅在形成正确理论的过程中起着重要的作用，也渗透到对各种具体的物理问题的研究之中。物理模型对物理学的发展和指导人们对物理现象、物理规律认识上的作用，大致可归纳为以下几个方面：
（1）简化和纯化原型。
物理模型是一种理想化的形态，它最明显的特点是对原型摒弃了各种次要因素的影响，做了极度的简化和纯化的处理，突出了决定事物状态、影响事物发展变化的本质联系，从而可以借助模型顺利地开展研究工作。譬如，研究地球绕太阳公转的运动，由于地球与太阳的平均距离（约为1.496×10 11 m）比地球的半径（约为6.37×10 6 m）大得多，地球上各点相对太阳的运动可以看作相同，因此可以忽略地球的形状、大小，把地球简化为一个质点来处理，由此就可以较方便地找出地球绕太阳公转时的一些规律。可以这样说，学生的物理课都是在与模型打交道，平时所做的各种物理实验、物理习题等，都是简化和纯化了原型后的一种模型。学生正是依靠着对原型的简化和纯化后进行学习的。由此可见，对原型的简化和纯化，抽象出物理模型是何等重要。
（2）解释事物或现象原因。
物理模型和原型之间基本的逻辑联系可表示为图1-1所示的形式。即从原型出发对其进行简化和纯化后抽象出物理模型；反过来物理模型可为原型提供解释的演绎系统。如利用理想气体模型解释气体定律；利用金属导电模型解释欧姆定律和电阻定律等。
图1-1 物理模型和原型之间基本的逻辑联系
（3）建立或证明理论。
物理模型和理论之间基本的逻辑联系可表示为如图1-2所示。即从对模型的研究出发可建立或证明理论，从而认识事物中所蕴含的物理规律，得出符合事物实际的结果（近似结果）；反过来，从理论出发，也可归约出物理模型。例如，伽利略从教堂里吊灯的摆动中，抽象出单摆模型后，通过对单摆的研究，发现了单摆振动的等时性规律。后来，荷兰物理学家惠更斯进一步提出了摆的数学理论，推导出了单摆的运动定律。反过来，从单摆模型建立的谐振动理论，可以研究大量的各种形式的实际振动问题——在回复力满足条件 F =- kx 时都可归约为谐振动模型。
图1-2 物理模型和理论之间基本的逻辑联系
（4）指出方向和做出预见。
由于在理想模型的抽象过程中排除了大量的次要因素的干扰，突出了原型的主要特征，因而研究时更便于发挥逻辑思维的力量，可以使得对理想模型的研究结果能够超越现有的条件，并由此指出进一步研究的方向或形成科学的预见。通过物理模型作出科学预见的，高中阶段精彩实例为海王星的发现。
（5）利用物理模型做合理估算。
由于物理模型连通了原型和理论之间的关系，因此，对于在生活、生产和科学研究中有许多问题需要进行估算时，往往都需要建立一个模型。例如，为了估算子弹穿过一个苹果的时间，可以建立一个匀速运动模型；为了估算分子的直径，可以建立一个分子球模型等。即使对于那些存在着很复杂因素的问题，同样可以通过简化、抽象建立一个合适的物理模型，从而对它做出合理的判断，进行有一定依据的估算。如高中阶段一个重要实验——用油膜法估测油酸分子的大小。此外，还可以对一些原始问题进行估算处理：如大飞机为何怕小鸟？高速公路为何限速120km/h？等等。