Некоторые ограничения модели «чёрного ящика» при системном анализе:

• Сложность перечисления всех входов и выходов. 1 Это связано с тем, что любая реальная система взаимодействует с окружающей средой неограниченным числом способов. 12
• Возможны ошибки при отборе связей. 23 В модель включают только те связи, которые существенны с точки зрения цели системы. 24 При этом связи, которые не учитывают, всё равно действуют независимо от исследователя. 2
• Опасность неполноты охвата. 1 Модель «чёрного ящика» не позволяет описать действия системы на базе статистики и изменения внутреннего механизма системы с течением времени. 1
• Трудности с определением границы системы. 3 Исследователь выделяет систему из среды, руководствуясь определёнными целевыми критериями. 3

Модель «чёрного ящика» часто оказывается полезной, например, при исследовании естественных и социально-экономических систем, внутреннее устройство которых мало известно. 5