Tieteessä malliorganismi on organismi, jota käytetään usein tutkimuksiin ja kokeisiin, ja sitä voidaan pitää edustavana esimerkkinä eliöluokasta tai jolla on erityisen mielenkiintoinen tai helposti tutkittava fysiologia tai psykologia. Malliorganismit valitaan myös mukavuuden ja nopean lisääntymisen vuoksi. Esimerkkejä ovat Escherichia coli -bakteeri, sukkulamato Caenorhabditis elegans, hedelmäkärpäset (Drosophila melanogaster), ruskeat albiinorotit (Rattus norvegicus, jota kutsutaan myös ”lab -rotiksi”), hiiret (Mus musculus) ja ihmiset (Homo sapiens). Tämä on vain lyhyt luettelo – yhteensä on monia kymmeniä malliorganismeja, viruksista sieniin, kasveihin ja sekä selkärangattomiin että selkärankaisiin.
Malliorganismit ovat opettaneet tutkijoille ja laajemmin ihmiskunnalle valtavia määriä biologiasta ja psykologiasta. Malliorganismien vuoksi tiedämme, että aivot koostuvat hermosoluista, ruumiit toimivat puhtaasti mekaanisella tavalla (sen sijaan, että “elintärkeä voima” animoisi niitä, kuten Henri Bergson väitti vuonna 1907), kuinka jokainen elin toimii hyvin yksityiskohtaisesti, ja miten sairaudet ja mutaatiot vaikuttavat kehoon.
Eläinoikeusaktivistien hämmennykseksi mallielimiä käytetään toisinaan perusteellisesti väärin tai kidutetaan väkivaltaisilla kokeilla. Monet laitokset ovat reagoineet kokeilemalla alemman mallin organismeja tai käyttämällä tietokonesimulaatioita, mikäli mahdollista, suorittaneet inhimillisempää kokeilemista ja pidättäytyneet kokeilusta korkeamman mallin organismeilla, ellei se ole ehdottoman välttämätöntä.
Käsillä olevan malliorganismin monimutkaisuus on yleensä vihje siitä, mitä sitä käytetään tutkimaan. Esimerkiksi sukkulamatot ovat melko yksinkertaisia monisoluisia organismeja, ja niitä käytetään usein fysiologian perusteiden tutkimiseen, kuten tapa, jolla aivot ohjaavat kehon osia. Ylivoimainen esimerkki tästä on C. nematode C. elegans, jota on tutkittu niin laajasti. Monimutkaisempia eläimiä, kuten kissoja tai rotia, käytetään monimutkaisempiin tutkimuksiin, kuten näön tai hienovaraisten psykologisten ominaisuuksien tutkimuksiin.