Mallipohjainen päättely on toimintamallin ja siihen liittyvien tosielämän havaintojen käyttäminen johtopäätösten tekemiseen. Sillä on tärkeä rooli keinotekoisissa logiikkajärjestelmissä sekä tieteellisissä päättelyissä. Mallin luominen on tämän lähestymistavan aikaa vievä puoli, koska parhaiden tulosten saavuttamiseksi mallista on tehtävä mahdollisimman syvä, monimutkainen ja yksityiskohtainen. Kun toimintamalli on luotu, se saattaa vaatia myös säännöllisiä päivityksiä.
Esimerkki mallipohjaisista päättelyistä yritys voisi kehittää toimivan neurologisen mallin ihmiskehosta. Malli sisältäisi tavallisesti tietoa keskus- ja ääreishermoston yhteysverkosta. Tietoja neurologisten ongelmien oireista voitaisiin sisällyttää järjestelmään havaintojen avulla matriisin luomiseksi tiedossa olevasta tiedosta. Käyttäjä voi mahdollisesti olla vuorovaikutuksessa mallin kanssa syöttämällä potilaan oireita, kuten epäselvää puhetta ja epätasaisesti laajentuneita oppilaita, ja se palauttaa mahdollisen diagnoosin, kuten aivohalvauksen.
Tällaisilla järjestelmillä voi olla laaja valikoima sovelluksia tieteessä. Keinotekoisten järjestelmien avulla tutkijat voivat tutkia ja testata hypoteeseja. Mallipohjainen päättely voi olla myös selkäranka valvontajärjestelmälle, joka lähettää hälytyksiä panosten perusteella. Esimerkiksi ilmastomallinnuksen avulla tietokoneet voivat ottaa tietoja nykyisistä sääolosuhteista ja suorittaa sen mallin avulla, jotta saadaan tietoa orastavista trooppisista myrskyistä ja muista huolestuttavista säätapahtumista. Joidenkin tehtävien automatisoinnin ansiosta tutkijat voivat keskittyä muihin aiheisiin, jotka vaativat monimutkaisempia perusteluja.
Sama käsite voi myös olla joidenkin tieteellisten ajatusten taustalla. Tutkijat ylläpitävät toimintamalleja tieteellisistä konsepteista, kuten tektonisten levyjen toiminnasta, ja tekevät havaintoja mallin vahvistamiseksi ja kokoelman tukitiedoista. Näin he voivat tehdä johtopäätöksiä tieteellisistä tapahtumista sen perusteella, mitä he tietävät mallista ja tekemistään havainnoista. Jos esimerkiksi tutkijat tarkkailevat tulivuorta, mallipohjainen päättely voi antaa heille mahdollisuuden antaa varoitus evakuoinnista, jos tulivuoren käyttäytyminen on sopusoinnussa tulivuorenpurkauksen kanssa.
Mallien kehittäminen voi viedä aikaa, kärsivällisyyttä ja panoksen useista lähteistä. Mitä enemmän tietoja on, sitä tarkemmat ja yksityiskohtaisemmat mallipohjaiset perustelut voivat olla. Tämä voi auttaa mallinnustajia välttämään mahdollisesti kalliita virheitä, kuten jättämättä ennakoimaan ongelmaa, joka olisi ollut ilmeistä enemmän tietoja. Havaintojen tullessa ne voidaan lisätä tietämykseen, mikä voi johtaa siirtymiseen malliin. Esimerkiksi havainto voisi osoittaa, että malliin perustuva sääntö on todella väärä tai ei ota huomioon tiettyä muuttujaa.