非线性回归的全部意义在于将模型拟合到数据上。这便引出了一个问题：什么是模型？

数学模型是对物理、化学或生物状态或过程的一种描述。利用模型有助于思考化学和生理过程或机制，从而设计出更好的实验并理解实验结果。当您将模型拟合到数据上时，会得到控制数据，并可在模型的框架下对其进行解释。

数学模型既不是假说，也不是理论。与科学假说不同，模型无法通过实验直接验证。因为所有模型既“真”又“假”……模型的验证不在于它是否“真实”，而在于它能否产生与重要问题相关且可检验的良好假说。

R. Levins，《美国科学家》54:421-31，1966

使用模型的目标并不一定在于完美地描述系统。一个完美的模型可能包含过多的参数，反而难以应用。相反，您的目标是找到一个尽可能简单、又能近似描述系统的模型。 您希望模型足够简单，以便能够将其拟合到数据上；但又足够复杂，既能很好地拟合数据，又能提供有助于理解系统、得出有效的科学结论并设计新实验的参数。