Stokastinen mallinnus on tekniikka tietojen esittämiseksi tai tulosten ennustamiseksi, jossa otetaan huomioon tietty satunnaisuus tai arvaamattomuus. Esimerkiksi vakuutusala on suuresti riippuvainen stokastisesta mallinnuksesta, joka ennustaa yritysten taseiden tulevaa tilaa, koska ne voivat riippua ennakoimattomista tapahtumista, jotka johtavat korvausten maksamiseen. Monet muut alat ja tutkimusalat voivat hyötyä stokastisesta mallinnuksesta, kuten tilastot, osakesijoittaminen, biologia, kielitiede ja kvanttifysiikka.
Etenkin vakuutusalalla stokastinen mallinnus on ratkaisevan tärkeää määritettäessä, mitä tuloksia voidaan odottaa ja mitä epätodennäköisiä. Sen sijaan, että käytettäisiin kiinteitä muuttujia, kuten muussa matemaattisessa mallinnuksessa, stokastinen malli sisältää satunnaismuunnelmia ennustaakseen tulevia olosuhteita ja nähdäkseen, millaisia ne voivat olla. Tietenkin yhden satunnaismuunnelman mahdollisuus merkitsee sitä, että monia voi tapahtua. Tästä syystä stokastisia malleja ei suoriteta vain kerran, vaan satoja tai jopa tuhansia kertoja. Tämä suurempi datakokoelma ei ainoastaan ilmaise todennäköisimpiä tuloksia, vaan myös mitä alueita voidaan odottaa.
Stokastisen mallinnuksen ajatuksen ymmärtämiseksi voi olla hyödyllistä katsoa, että se on tavallaan päinvastainen kuin deterministinen mallinnus. Tämä toinen mallinnustyyppi koostuu suurimmasta osasta alkeismatematiikkaa. Ongelman ratkaisussa voi yleensä olla vain yksi oikea vastaus, ja funktion kaaviossa voi olla vain yksi tietty arvojoukko. Toisaalta stokastinen mallinnus on kuin monimutkaisen matemaattisen tehtävän vaihtamista hieman nähdäkseen, miten ratkaisu vaikuttaa, ja tehdä sitten niin monta kertaa ja eri tavoin. Nämä pienet vaihtelut edustavat tosielämän tapahtumien satunnaisuutta tai arvaamattomuutta ja niiden vaikutuksia.
Toinen stokastisen mallinnuksen tosielämän sovellus vakuutusten lisäksi on valmistus. Valmistusta pidetään stokastisena prosessina, koska tuntemattomat tai satunnaismuuttujat voivat vaikuttaa lopputulokseen. Esimerkiksi tehdas, joka valmistaa tiettyä tuotetta, huomaa aina, että pieni osa tuotteista ei tule suunnitellusti eikä niitä voida myydä. Tämä voi johtua monista tekijöistä, kuten panosten laadusta, tuotantokoneiden käyttöolosuhteista ja työntekijöiden osaamisesta. Näiden tekijöiden ennakoimattomuus vaikuttaa tuloksiin voidaan mallintaa ennustamaan tietty valmistusvirhetaso, jota voidaan suunnitella etukäteen.