模型生物（通常簡稱為模型）是一種非人類物種，它被廣泛研究以了解特定的生物現象，期望在模型生物中所做的發現將提供對其他生物運作的洞察力。 當人類實驗不可行或不道德時，模型生物被廣泛用于研究人類疾病。 由于所有生物體的共同遺傳，以及在進化過程中代謝和發育途徑以及遺傳物質的保護，這種策略成為可能。

研究模式生物可以提供信息，但在從一種生物推廣到另一種生物時必須小心。

在研究人類疾病時，模型生物可以更好地理解疾病過程，而不會增加傷害真實人類的風險。 所選擇的物種通常會滿足與人類確定的分類等同性，以便根據需要以類似于人類生理學的方式對疾病或其治療做出反應。 盡管模型生物體中的生物活性并不能確保對人類產生影響，但許多藥物、治療和治愈人類疾病的方法部分是在動物模型的指導下開發的。

疾病模型主要分為三種類型：同源、同構和預測。 同源動物與患有相同疾病的人類具有相同的病因、癥狀和治療選擇。 同構動物具有相同的癥狀和治療方法。 預測模型僅在幾個方面類似于特定的人類疾病，但在分離和預測一組疾病特征的機制方面很有用。

有許多模式生物。 分子生物學的xxx個模型系統之一是大腸桿菌，它是人類消化系統的常見成分。 感染大腸桿菌的幾種細菌病毒（噬菌體）也對基因結構和基因調控的研究非常有用（例如噬菌體 Lambda 和 T4）。 然而，噬菌體是否應歸類為生物存在爭議，因為它們缺乏新陳代謝并且依賴于宿主細胞的功能進行繁殖。

模型生物來自生命的所有三個領域，以及病毒。 例子包括大腸桿菌 (E. coli)、面包酵母 (Saccharomyces cerevisiae)、T4 噬菌體病毒、果蠅 Drosophila melanogaster、開花植物擬南芥 (Arabidopsis thaliana)、豚鼠 (Cavia porcellus) 和小鼠 (Mus musculus) ).

在研究中使用動物可以追溯到古希臘，亞里士多德（公元前 384-322 年）和 Erasistratus（公元前 304-258 年）是最早對活體動物進行實驗的人。 18 和 19 世紀的發現包括安托萬·拉瓦錫 (Antoine Lavoisier) 在量熱計中使用豚鼠來證明呼吸是一種燃燒形式，以及路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur) 在 1880 年代使用炭疽論證疾病的細菌理論 羊。

使用動物模型的研究一直是現代醫學許多成就的核心。 它貢獻了人體生理學和生物化學等領域的大部分基礎知識，并在神經科學和傳染病等領域發揮了重要作用。 例如，結果包括幾乎根除小兒麻痹癥和器官移植的發展，并使人類和動物都受益。 從 1910 年到 1927 年，Thomas Hunt Morgan 對果蠅 Drosophila melanogaster 的研究發現染色體是基因遺傳的載體。 果蠅成為最早的模式生物之一，并且在一段時間內成為最廣泛使用的模式生物，埃里克·坎德爾 (Eric Kandel) 寫道，摩根的發現幫助將生物學轉變為一門實驗科學。 D. melanogaster 仍然是使用最廣泛的真核模型生物之一。 在同一時期，William Ernest Castle 實驗室與 Abbie Lathrop 合作進行的小鼠遺傳學研究導致了 DBA（稀釋、棕色和非刺豚鼠）近交小鼠品系的產生以及其他近交品系的系統產生。 此后，老鼠被廣泛用作模式生物，并與 20 世紀和 21 世紀的許多重要生物學發現有關。

19 世紀后期，埃米爾·馮·貝林 (Emil von Behring) 分離出白喉毒素，并證明了它對豚鼠的作用。 他繼續開發了一種針對動物和人類白喉的抗毒素，這導致了現代免疫方法的出現，并在很大程度上結束了白喉作為一種威脅性疾病的局面。 白喉抗毒素在 Iditarod 比賽中得到了著名的紀念，該比賽模仿了 1925 年諾姆血清中抗毒素的輸送。 動物研究在生產白喉抗毒素方面的成功也被認為是 20 世紀初美國反對動物研究的衰落的原因。