数学仿真（mathematical simulation）是以数学方程式相似为基础的仿真方法，它是用数学式来表示被仿真的对象。

在计算机上对系统的数学模型进行试验的技术，又称计算机仿真。

各种不同类型系统的数学模型一般分为两大类:一类是用各种数学方程,如代数方程、微分方程、偏微分方程、差分方程等表示的模型，对这类模型的试验称为连续系统仿真；另一类是用描述系统中各种实体之间的数量关系和逻辑关系的流程图表示的模型，它的特点是系统的状态变化是由一些在离散时刻发生的事件引起的，所以对这类模型的试验称为离散事件系统仿真。连续系统仿真使用模拟计算机、数字计算机或混合计算机，而离散事件系统仿真则主要使用数字计算机。

数学仿真的基本步骤为：

①根据试验的目的建立系统的数学模型；

②根据数学模型的特点选择合适的计算机作为仿真工具；

③将数学模型表示成计算机能接受的形式（称为仿真模型），并输入计算机；

④对输入计算机的仿真模型进行计算，并记录系统中各状态量的变化情况；

⑤输出试验结果，产生试验报告。

与物理仿真相比，数学仿真的主要优点是通用性强，即用同一套计算机设备，配以不同的仿真软件，就可以对各种不同类型的系统（如电气系统、机械系统、热力系统、交通管理系统等）进行仿真试验。（见仿真）