Narzędziem używanym do wyznaczania optymalnej decyzji jest model decyzyjny (model optymalizacyjny).
Istnieje wiele rodzajów modeli decyzyjnych w zależności od warunków podejmowania decyzji i rodzaju problemu decyzyjnego. Modele najbardziej przydatne dla naszych celów to:
model programowania liniowego ,
model programowania nieliniowego,
model programowania dynamicznego,
modele sieciowe,
drzewo decyzyjne,
model symulacyjny (Monte Carlo)
Większość modeli optymalizacyjnych składa się z trzech podstawowych części:
funkcji celu
warunków ograniczających,
warunku nieujemności zmiennych decyzyjnych (warunki brzegowe).
Zmiennymi decyzyjnymi nazywamy liczby stanowiące rozwiązanie modelu decyzyjnego i wyznaczające tym samym bezpośrednio optymalną decyzję.
W zależności od charakteru parametrów występujących w modelu decyzyjnym mamy do czynienia z różnymi rodzajami modeli decyzyjnych. Na ogół modele decyzyjne zwykło się dzielić na cztery rodzaje (biorąc za podstawę klasyfikacji charakter parametrów):
modele deterministyczne, w których wszystkie parametry traktowane są jako wielkości stałe – wartości tych parametrów w każdym konkretnym przypadku sytuacji decyzyjnej mogą być oszacowane lub też są ustalone w ramach sformułowanego problemu decyzyjnego,
modele probabilistyczne, w których oprócz parametrów zdeterminowanych występują parametry będące zmiennymi losowymi o znanych rozkładach prawdopodobieństwa,
modele statystyczne, w których występuje co najmniej jeden parametr będący zmienną losową o nieznanym rozkładzie, z tym jednak, że w warunkach danej sytuacji decyzyjnej przed podjęciem decyzji istnieje możliwość wykonania badania statystycznego w celu uzyskania dodatkowych informacji o nieznanym rozkładzie parametru,
modele strategiczne, w których występuje co najmniej jeden parametr taki, że w momencie podejmowania decyzji znany jest jedynie zbiór wartości, które parametr ten może przyjąć.
Charakter parametrów modelu decyzyjnego ma wpływ przede wszystkim na wybór metody rozwiązania modelu. W znikomym natomiast stopniu charakter parametrów modelu wpływa na sposób konstrukcji modelu.
Model decyzyjny, w którym zmienne decyzyjne mogą przyjmować tylko wartości z pewnego zbioru skokowego (np. wartości całkowite) nosi nazwę modelu dyskretnego. Modelem dyskretnym może być model deterministyczny, probabilistyczny czy strategiczny. Dyskretny model decyzyjny wynika zawsze z istnienia określonych źródeł dyskretności czy całkowitoliczbowości występujących w opisanej sytuacji decyzyjnej.