Epidemiologické modely pomáhají předpovídat další vývoj na základě dosud známých parametrů epidemie a charakteristik onemocnění. Jde například o krátkodobou předpověď počtu nově potvrzených případů onemocnění, počet hospitalizovaných, počet osob v těžkém stavu nebo s vysoce intenzivní péčí, počet úmrtí, stanovení reprodukčního čísla, hodnocení souvislostí se zavedenými opatřeními.
V České republice byl v době epidemie COVID-19 v roce 2020 za tímto účelem využit rozšířený epidemiologický S(E)IR model, který je standardem v modelování vývoje akutních infekčních onemocnění. Jedinci v populaci se v něm nacházejí v jednom ze tří, resp. 4 stavů:
S – náchylní jedinci,
(E – infikovaní jedinci),
I – infekční jedinci,
R – jedinci po konci infekčnosti.
Do modelu jsou dále zahrnuty parametry jako počet osob s prokázanou nákazou, inkubační a infekční doba onemocnění, sériový interval (interval mezi nástupem příznaků u nakažlivého jedince a prvním nástupem příznaků u nakažené osoby), podíl subklinických případů (bez příznaků onemocnění), efektivita testování, počet importovaných případů.
Vedle předpovědi dalšího vývoje epidemie je výstupem modelu také kalibrované hodnoty modelu, zejména základní/efektivní reprodukční číslo, standardně označované jako R.