Mustan laatikon malli on termi, jota käytetään useilla eri tieteillä ja opintoaloilla, vaikka kussakin se viittaa yleensä samaan peruskäsitteeseen. Black box -järjestelmä ytimessään kuvaa yksinkertaisesti mitä tahansa mallia tai järjestelmää, johon syöttö voidaan syöttää tai havaita ja lähtö voidaan kerätä tai vastaanottaa, mutta käsittely tapahtuu näkymättömästi. Toisin sanoen syöttö tulee järjestelmään ja lähtö tulee ulos järjestelmästä, mutta prosessia, jolla kyseistä tuloa tarkastellaan tuotoksen tuottamiseksi, ei havaita eikä tyypillisesti ymmärretä täysin. Mustan laatikon mallia käytetään usein tietokoneohjelmoinnissa, taloussuunnittelussa ja ihmisten käyttäytymisen tutkimuksessa.
Vaikka tämän mallin tarkkaa alkuperää ei tiedetä täysin varmuudella, se oli käytössä 1940 -luvulla ja on liittynyt useisiin eri tutkimusaloihin. Tietokoneissa ja ohjelmoinnissa se viittaa tyypillisesti ohjelmaan tai laitteistoon, jossa syöttö voidaan syöttää ja lähtö vastaanottaa ottamatta huomioon käsittely. Tätä käytetään usein testausohjelmissa sen varmistamiseksi, että tietyntyyppiset syötteet tuottavat oikean tuloksen ilman varsinaista käsittelyä.
Yritys voi myös usein käyttää mustan laatikon mallia laitteiston testaamiseen tai ohjelmointiin toiselle yritykselle kuuluvalle laitteistolle. Esimerkiksi uusi videopeli voidaan kehittää uudelle laitteistolle, joka ei kuulu pelin kehittäjälle. Yhtiö käyttää mustan laatikon mallia luodakseen peliin menevän syötteen ja nähdäkseen halutun tuloksen, mutta ymmärtämättä täysin laitteistoa, jonka kanssa he työskentelevät. Tämä tehdään usein yrityssalaisuuksien ja kehitettävän uuden laitteiston luottamuksellisuuden säilyttämiseksi.
Taloussuunnittelijat ja sijoittajat käyttävät usein tämän tyyppistä mallia myös sijoituksiinsa. Tämän tyyppisessä järjestelmässä asetetaan tiettyjä parametreja investoinneille tai osakkeille, jotka myydään. Kun parametrit täyttyvät, järjestelmä suorittaa automaattisesti tarvittavat toimenpiteet. Tällä tavalla tulo asetetaan ja lähtö havaitaan, mutta henkilö ei yleensä ole koskaan tietoinen todellisesta käytetystä prosessista.
Behavioristit käyttävät usein mustan laatikon mallia, kun he harkitsevat myös ihmisten ajattelua ja käyttäytymistä. Ihmisen mieltä pidetään mustana laatikkona tämän tyyppisessä analyysissä, jossa psykologi voi sanoa asioita henkilölle, panoksen ja saada palautetta henkilöltä, tuotokselta. Todellista kognitiivista prosessia, joka tapahtuu ihmisessä, ei koskaan havaita, käyttäytymistieteilijät väittävät, eikä sitä siksi pitäisi ottaa huomioon ihmisen käyttäytymistä analysoitaessa.