Имитационное моделирование предпочтительнее аналитических моделей в некоторых случаях, например:

• Когда не существует законченной математической постановки задачи или ещё не разработаны аналитические методы решения сформулированной математической модели. 13
• Когда аналитические методы существуют, но математические процедуры столь сложны и трудоёмки, что имитационное моделирование даёт более простой способ решения задачи. 13
• Когда необходимо наблюдать за ходом процесса в течение определённого периода времени. 13
• Когда невозможно или дорого экспериментировать на реальном объекте. 4
• Когда построение аналитической модели невозможно ввиду ряда причин: система зависит от времени, причинных связей, случайных воздействий. 4
• Когда необходимо провести симуляцию системы во времени. 4
• Когда необходимо провести большое количество экспериментов. 4

При этом часто аналитические модели предпочтительнее имитационных по следующим причинам: 5

• Имитационное моделирование требует проведения большого числа испытаний, чтобы получить хорошую оценку значения целевой функции для каждого отдельного решения. 5
• С помощью аналитической модели можно получить оптимальное решение. 5
• Решение задачи с помощью имитационного моделирования требует оценить большое количество возможных альтернативных решений. 5

Во многих случаях имитационные модели строятся не вместо аналитических, а параллельно с ними, поскольку они позволяют исследовать такие параметры реальных систем, которые невозможно отобразить в аналитических моделях. 5